تحقیق حالتهای شش گانه مواد
حالتهای شش گانه مواد جامددر حالت جامد ، نیروهای بین مولکولی ، بقدری قویتر از انرژی جنبشی هستند که باعث سخت شدن جسم در نتیجه عدم جاری شدن آن میگردند. جامدات شکل و حجم معینی دارند. در جامدات فاصله مولکولها مانند فاصله آنها در مایع است .جامدات نمیتوانند مانند وضعیتی که حالات مایع و گاز دارند، آزادانه به اطراف حرکت کنند.بلکه ، در جامد ، مولکولها در مکانهای خاصی قرار میگیرند و فقط می توانند در اطرافاین مکانها حرکت نوسانی رفت و برگشتی بسیار کوچک انجام دهند .*مایع در حالت مایع نیز مولکولها بهم نزدیک بوده، بطوریکه نیروهای مابینشان قوی تر ازانرژی جنبشی آنان میباشد. از طرف دیگر ، نیروها آنقدر قوی نیستند که قادر بهممانعت از حرکت مولکولها گردند. از این روست که جریان مایع از ظرفی به ظرف دیگرشدنی است، اما نسبت سرعت جاری شدن آب در مقایسه با مایعات دیگر از قبیل روغنها و گلسیرین بسیار متفاوت است که این تفاوت در سرعت جاری شدن ، میزان مقاومت یک مایع در مقابل جاری شدن ،یعنی گرانروی آن خوانده می شود که خودتابعی از شکل ، اندازه مولکولی ، درجه حرارت و فشار می باشد. بنابراین مایعات حجم معین و شکل نامعینی دارند .فاصله مولکولها در مایعات در مقایسه با گازها بسیار کم است. در مایعات مولکولها بهاطراف خود حرکت می کنند و به سهولت روی هم می لغزند و راحت جریان (شارش)پیدا می کنند .*گاز گاز ها کم چگالند و ساده متراکم می شوند و نه تنها شکل ظرف خود را می گیرند بلکهآنقدر منبسط می شوند تا ظرف را کاملاً پر کنند .اما اگر بخواهیم گازها را بهتر بشناسیم می توانیم بگوییم که حالت فیزیکی مواد درشرایط فشار و درجه حرارت طبیعی ، بستگی به اندازه مولکولی و نیروهای بین آن هادارد. اگر مقدار کمی از یک گاز ، در یک تانک نسبتاً بزرگی قرار گیرد، مولکول های آنبا سرعت در سرتاسر تانک پخش می شوند. پخش سریع مولکول های گاز دلالت بر آنمیکند که نیروهای موجود میان مولکولها ، به مراتب ضعیف تر از انرژی جنبشی آناست و از آنجایی که ممکن است مقدار کمی از یک گاز در سرتاسر تانک یافت شود،نشان دهنده آن است که مولکولهای گاز باید نسبتاً از هم فاصله گرفته باشند. بنابراینگازها شکل و حجمشان بستگی به ظرفی دارد که در آن جای دارند .در حالت گازی ، مولکولها آزادانه به اطراف حرکت کرده و با یکدیگر و نیز با دیوارهظرف برخورد می کنند. فاصله مولکول ها در حالت گازی در حدود چند ده برابر فاصله آنها در حالت مایع و جامد است .*پلاسماشبیه گاز است و از اتمهایی تشکیل شده است که تمام یا « پلاسما » حالت چهارم
بررسی روش های شبیه سازی عملکرد پیل های سوختی اکسید جامد بصورت word 87 ص + فایل ارائه پاور
نویسنده : مهندس افشار شکری
دانشگاه علم و صنعت
چکیده
اانتظار می رود پیل سوختی اکسید جامد نقش مهم و چشم‌گیری را در بقای سیستم انرژی به دلیل راندمان بالا و استفاده از سوخت های تجدید پذیر بازی کند.یک مدل CFD (کامسول مولتی فیزیک) برای تحلیل و توصیف پیل سوختی با تک پیل ارائه شده است که این تحلیل شامل معادلات حاکم بر حرارت،جرم،مومنتوم و انتقال بار با در نظر گرفتن تغییر شکل های داخلی و واکنش های الکتروشیمیایی میباشد.
واژه‌های کلیدی: پیل سوختی اکسید جامد،مدل سازی CFD، واکنش های شیمیایی،انتقال بار،مرز سه‌گانه
زندگی در دنیای امروز فرآیند پیوسته‌ای از تبدیل و انتقال انرژی است ودستیابی به مدنیت تا اندازه ی زیادی مرهون کارایی و مهار موثر اشکال مختلف انرژی با گسترش قابلیت ها و ابتکارات انسان می باشد. بنابراین انرژی یکی از فاکتورهای ضروری در توسعه مداوم و رشد اقتصادی یک کشور محسوب می‌شود. تولید انرژی اغلب با اثرات مخرب زیست محیطی در سطح منطقه‌ای هم چون آلودگی هوا و مشکلات جهانی به ویژه تغییرات جوی همزمان می‌گردد.
تقاضای انرژی به دلیل افزایش جمعیت جهان رو به رشد میباشد. این معضل هم کشورهای صنعتی و هم کشورهای در حال توسعه را که به دنبال رشد اقتصادی بالا می‌باشند شامل می‌شود.
برای رویارویی با این مشکل دو مساله مهم مورد توجه قرار خواهد گرفت:اول، دسترسی به خدمات انرژی در حد توان و دوم، یافتن انواعی از منابع انرژی و فناوری است که اثرات نامطلوب زیست محیطی تامین خدمات انرژی را کاهش دهد.
توسعه فناوری پیل سوختی به عنوان یک فناوری قابل اطمینان جهت تولید انرژی و توسعه زیرساخت سوخت هیدروژن به عنوان یک سوخت پاک و تجدید پذیر یکی از بهترین راهکارهای برون رفت از معضل دنیای امروز در مصرف سوخت های فسیلی میباشد.
مزایای فن آوری پیل سوختی در مقایسه با دیگر فناوری های موجود در تولید انرژی نظیر راندمان بالا، قابلیت اطمینان ، عدم وابستگی به شبکه و هم چنین مصرف سوخت های بدون آلایندگی و یا آلایندگی بسیار ناچیز از جمله عواملی است که توسعه و رویکرد به این فن آوری را در جهان موجب شده است.
ابعاد استفاده از پیل های سوختی بسیارگسترده است ، به عنوان مثال می توان از آنها در زیردریایی ها ،سفینه های فضایی ، کشتی ها ، هواپیما ها و... استفاده کرد و یا آنها را در خودروها اعم از اتوبوس ها ، کامیون ها ، مینی بوس ها و سواری ها به کار برد. در مناطق دور افتاده که امکان استفاده از شبکه برق سراسری وجود ندارد می توان از آنها به مثابه نیروگاه استفاده کرد.[1]
فهرست مطالب
فصل 1: مقدمه ای بر پیل های سوختی اکسید جامد........... 8
1-1-مقدمه........................................ 9
1-2-ویژگی های سوخت هیدروژنی...................... 9
1-3-معرفی پیل های سوختی......................... 12
1-3-1- تفاوت باتری و پیل سوختی.................. 12
1-4-اساس کار پیل سوختی.......................... 13
1-5-انواع پیل های سوختی......................... 14
1-5-1- پیل سوختی قلیایی......................... 15
1-5-2- پیل سوختی پلیمری......................... 17
1-5-3- پیل سوختی متانول مستقیم.................. 19
1-5-4- پیل سوختی اسید فسفریک.................... 19
1-5-5- پیل های سوختی کربنات مذاب................ 20
1-6-تاریخچه پیل های سوختی....................... 21
1-7-مزایای پیل سوختی............................ 23
1-8-معایب پیل‌های سوختی.......................... 24
1-9-پیل‌های سوختی اکسید جامد..................... 24
1-9-1- معرفی.................................... 24
1-9-2- ساختمان پیل های سوختی اکسید جامد......... 26
1-9-3- مواد تشکیل دهنده پیل های سوختی........... 27
1-9-3-1- الکترولیت............................ 27
1-9-3-2- آند.................................. 28
1-9-3-3- کاتد................................. 28
1-9-3-4- اتصال دهنده ها....................... 28
1-9-3-5- آب بندها............................. 28
1-9-4- اساس کار پیل های سوختی اکسید جامد........ 29
1-9-5- انواعپیلهایسوختیاکسیدجامد............. 29
1-10-ترمودینامیک پیل های سوختی اکسید جامد....... 31
1-10-1- نیرو محرکه.............................. 31
1-10-2- اثرات عوامل مختلف روی نیروی محرکه(EMF) 31
1-11-عوامل کاهنده عملکرد مطلوب پیل های سوختی.... 33
1-11-1- قطبش اهمی............................... 33
1-11-2- قطبش سینتیکی یا فعال سازی............... 34
1-11-3- قطبش غلظت یا غلظتی...................... 34
1-12-عوامل موثر بر روی عملکرد پیل سوختی......... 34
1-12-1- تاثیرات دما............................. 35
1-12-2- تاثیرات فشار............................ 36
1-13-مشخصات کلی انواع پیل های سوختی............. 37
1-14-مسئله راه اندازی (SOFC)..................... 37
1-15-جذابیت های موجود در پیل های سوختی اکسید جامد 39
فصل 2: مدل های ریاضی در پیل های سوختی اکسید جامد..... 41
2-1-مقدمه....................................... 42
2-2-مدلسازی پبل های سوختی اکسید جامد............ 42
2-3- CFD در پیل های سوختی........................ 44
2-4-معادلات فیزیکی، شیمیایی و الکتروشیمیایی برای پدیده های پیل سوختی............................................ 45
2-4-1- قوانین بقا............................... 45
2-5-سینتیک واکنش های شیمیایی.................... 47
2-6-روش های مدل سازی ارائه شده.................. 49
2-7-شبیه سازی پیل سوختی اکسید جامد.............. 50
2-7-2- مدل ریاضی................................ 53
2-7-3- شرایط مرزی............................... 54
2-7-3-1- ورودی.................................. 55
2-7-3-2- شرایط بالا و پایین...................... 55
2-7-3-3- شرایط خروجی............................ 55
2-7-4- الگوریتم حل.............................. 56
2-7-5- مش بندی.................................. 56
2-7-6- ارزیابی مدل.............................. 56
2-8-تحلیل نتایج................................. 60
2-8-1-1- میدان جریان.......................... 60
2-8-1-2- غلظت گونه ها......................... 61
2-8-1-3- چگالی جریان.......................... 66
2-8-2- توزیع دما................................ 67
2-9-نتیجه گیری.................................. 69
فصل 3: نتایج و پیشنهادات............................. 70
3-1-مقدمه....................................... 71
3-2-نتایج....................................... 71
3-3-افق های تحقیقاتی............................ 72
فصل 4: عنوان اصلی فصل 4 نوشته شود.............................................................. 73
4-1-نمونه سر فصل......................................................................................... 74
فصل 5: شود................................................................................................... 75
فصل 6:.......................................................................................................... 76
فصل 7:......................................................... 78
فصل 8: عنوان اصلی فصل 8 نوشته شود.............................................................. 80
مراجع............................................................................................................ 81
نمونه عکس از محیط ارایه پاور
نمونه عکس از محیط ورد
