Air Cathode FEA：空气阴极的有限元分析.ppt

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2024-08-02 发布于湖北
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Air Cathode FEA：空气阴极的有限元分析.ppt

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Analysisofan“AirCathode”foraMicroFuelCellaFiniteElementAnalysis(FEA)usingflexPDECraigE.Nelson-ConsultantEngineer

PurposeoftheAnalysis:Anelectrochemicalreactioninalongrectangularfuelcellcathodechannelisstudied.Theworkshownhereisa“reverseengineered–independentlyformulated”versionofajournalpaperpresentation:J.YiandT.Nguyen,J.Electrochem.Soc.,146(1),38(1999).Thepurposeforthisanalysiswastocheckmymodelformulationmethodologyforacomplex,multi-component,reactive-fluidicphysicalchemistrymodel,usingapreviouslysolvedexampleasmyguideandsanitycheck.Theresultspresentedhereagreeverycloselywiththosereportedintherefereedjournalpaper.

AnalysisGeometry

SolutionDomain

SolutionDomainBlockingWallCatalyticallyActive“Wall”BlockingWallBlockingWallInlet:DryAirOutlet:Wet,LowO2Air

NumericalExperimentResults

MassFraction–Oxygen–ContourPlot

MassFraction–Oxygen–SurfacePlot

MassFraction–Water–ContourPlot

MassFraction–Water–SurfacePlot

AirandWaterVaporVelocity–HorizontalDirection-ContourPlot

AirandWaterVaporVelocity–HorizontalDirection-SurfacePlot

AirandWaterVaporVelocity–VerticalDirection-ContourPlot

AirandWaterVaporVelocity–VerticalDirection-SurfacePlot

Pressure–ContourPlot

SummaryandConclusionsAfuelcellmicro“air”cathodehasbeenanalyzedbymeansofthefiniteelementmethod(FEA).Theresultscorrectlydemonstratethe“consumption”ofoxygenandthe“production”ofwaterwithinaporousregionboundedononesidebyacatalyticallyactivelayerwhereheterogeneouschemicalreactionsoccur.Thevaluesproducedbythemodelareessentiallyidenticaltothosefromasimilaranalysisreportedintheliterature.Therefore,Icantrustmyownmethodsofproblemformulationandanalysisinthiscomplex“multiphysics”scenario.