izpis_h1_title_alt

Parametrična analiza modela membranskega vlažilnika za uporabo v aplikacijah nizkotemperaturnih gorivnih celicah
ID Ramšak, Luka (Avtor), ID Katrašnik, Tomaž (Mentor) Več o mentorju... Povezava se odpre v novem oknu

.pdfPDF - Predstavitvena datoteka, prenos (4,84 MB)
MD5: 8EEA178F2AA77172CDB28A0E9830DECE

Izvleček
Gorivne celice s protonsko izmenjevalno membrano omogočajo učinkovito in okolju prijazno proizvodnjo električne energije iz vodika in kisika, pri čemer nastajata voda in toplota kot stranski produkt. Za optimalno delovanje je ključno ustrezno vlaženje vstopnih plinov, ki poleg ostalih pozitivnih učinkov, predvsem izboljšuje protonsko prevodnost membrane. Kljub obsežnim raziskavam pa ostaja področje fizikalno konsistentnih modelov vlažilnikov slabo raziskano. V zaključni nalogi je v širokem obsegu predstavljena teorija o metodah vlaženja, delovanje gorivne celice ter modelirni pristopi in model vlažilnika s protonsko izmenjevalno membrano z znižano dimenzionalnostjo. Analiza odziva 1D+1D fizikalno konsistentnega modela membranskega vlažilnika na različne robne pogoje pri protitočnem režimu obratovanja, potrjuje visoko stabilnost modela pri celotni obratovalni matriki v sistemu z nizko temperaturno gorivno celico. Model smo verificirali v smislu primerjave z že znanimi rezultati iz literature in validirali na eksperimentalnih podatkih. Rezultati kažejo, da ima model dobro sposobnost napovedovanja obratovanja vlažilnika, vrednost korena povprečnega kvadratnega odklona je namreč nizka. Poleg tega smo izvedli občutljivostno analizo kalibracijskih parametrov z metodo Fisherjeve informacijske matrike, v okviru katere smo pokazali, da ima najboljšo določljivost parameter d_"mem " (debelina membrane) in, da sta na izbranih podatkih slabše določljiva k_mem(koeficient toplotnega prevoda membrane) in D_"mem" (difuzivnost membrane).

Jezik:Slovenski jezik
Ključne besede:Nizko temperaturna gorivna celica Metode vlaženja Model z znižano dimenzionalnostjo Membranski vlažilnik Verifikacija modela Občutljivostna analiza parametrov
Vrsta gradiva:Diplomsko delo/naloga
Organizacija:FS - Fakulteta za strojništvo
Leto izida:2024
PID:20.500.12556/RUL-160996 Povezava se odpre v novem oknu
Datum objave v RUL:06.09.2024
Število ogledov:128
Število prenosov:26
Metapodatki:XML DC-XML DC-RDF
:
Kopiraj citat
Objavi na:Bookmark and Share

Sekundarni jezik

Jezik:Angleški jezik
Naslov:Parametric Analysis of a Membrane Humidifier Model for Use in Low-Temperature Fuel Cell Applications
Izvleček:
Proton exchange membrane fuel cells enable efficient and environmentally friendly production of electricity from hydrogen and oxygen, with water and heat as by-products. For optimal operation, proper humidification of the inlet gases is crucial, as it improves the proton conductivity of the membrane, among other positive effects. Despite extensive research, the field of physically consistent humidifier models remains underexplored. This thesis extensively presents the theory of humidification methods, the operation of the fuel cell, modelling approaches, and the reduced-dimensionality model of a proton exchange membrane humidifier. An analysis of the response of a 1D+1D physically consistent membrane humidifier model to various boundary conditions in a counter-flow operation mode confirms the high stability of the model across the entire operational matrix in a low-temperature fuel cell system. The model was verified by comparison with known results from the literature and validated using experimental data. The results show that the model has good predictive capability for humidifier operation, as evidenced by a low root mean square deviation value. Additionally, a sensitivity analysis of the calibration parameters using the Fisher Information Matrix method was conducted, revealing that the parameter d_"mem " (membrane thickness) has the highest identifiability, while k_mem (thermal conductivity coefficient of the membrane) and D_"mem" (membrane diffusivity) are less identifiable in the selected data set.

Ključne besede:Low-temperature fuel cell Humidification Methods Reduced Dimensionality Model Membrane Humidifier Model Verification Sensitivity Analysis of Parameters

Podobna dela

Podobna dela v RUL:
Podobna dela v drugih slovenskih zbirkah:

Nazaj