طراحی و تحلیل سیستم خنک کاری و مدیریت حرارت سامانه تولید توان یک پهپاد سبک مجهز به پیل سوختی

مساله مدیریت حرارتی درون پیل های سوختی پلیمری از مسائل بسیار مهم و حائز اهمیت می باشد. از یک طرف باید دمای مناسب برای واکنش های الکتروشیمیایی فراهم شود و از طرف دیگر دما نباید به اندازه ای بالا رود که منجر به آسیب دیدن قسمت های مختلف پیل سوختی شود. حرارت تولیدی پیل سوختی یک چالش اساسی بوده که مدیریت درست آن نقش بسزایی در بهینه سازی عملکرد و طول عمر آن دارد. در این مقاله سیستم خنک کاری یک پیل سوختی پلیمری یک کیلوواتی با کاربرد در پهپادها مورد تحلیل و بررسی قرار گرفته است. در ابتدا با استفاده از یک مدل ریاضی عملکرد پیل تحت شرایط کارکرد متفاوت بررسی شده و دبی هوای مورد نیاز جهت خنک کاری آن محاسبه شده است. در ادامه هفت نمونه هندسه پیشنهادی (شیاردار و با سوراخ) جهت خروج هوای گرمی که از طریق فن های پیل سوختی خارج می شود، ارئه شده و تاثیر این دریچه های خروجی بر انتقال حرارت در داخل بدنه پهپاد بررسی شده است. نتایج به دست آمده نشان می دهد که برای تمامی هندسه های پیشنهادی برای دریچه خروجی، میانگین دمای سطح خارجی پیل سوختی پایین تر از 45 می باشد، که این شرایط به خوبی محدودیت دمایی اعلام شده از سوی شرکت سازنده را تامین می کند.