THREE-DIMENSIONAL MODELLING OF THERMAL STRESSES IN A PLANAR SOLID OXIDE FUEL CELL OF A NOVEL DESIGN

Tomasz Zinko; Paulina  Pianko-Oprych; Zdzisław  Jaworski

doi:10.5604/20830157.1194293

pdf (angielski)

Opublikowane: 2016-02-04

DOI: https://doi.org/10.5604/20830157.1194293

Numer Tom 6 Nr 1 (2016)

MODELOWANIE – UMIEJĘTNOŚĆ CZY SZTUKA?
Krzysztof Kluszczyński

4-15
JARZENIOWY PROMIENNIK CO2
Jan Kubicki

16-20
TŁUMACZENIE MASZYNOWE Z KLASYFIKACJĄ POZIOMÓW JĘZYKA JAWAJSKIEGO
Andrew Nafalski, Aji Prasetya Wibawa

21-25
PROBLEMY PROJEKTOWANIA ALGORYTMÓW AUTODIAGNOSTYKI NA POZIOMIE SYSTEMU
Victor Mashkov, Andrzej Smolarz, Volodymyr Lytvynenko

26-28
MODELOWANIE GRUNTOWYCH KOLEKTORÓW PIONOWYCH DO POMP CIEPLNYCH
Bogdan Sydorchuk, Oleksandr Naumchuk

29-31
MODELOWANIE I AUTOMATYZACJA PROCESÓW UZDATNIANIA WODY ZA POMOCĄ FILTRU MAGNETYCZNEGO
Andrii Safonyk

32-36
MONITOROWANIE PŁOMIENIA Z WYKORZYSTANIEM KLASYFIKACJI OBRAZÓW
Daniel Sawicki

37-40
ZASTOSOWANIE WNIOSKOWANIA ROZMYTEGO DO ZADANIA ROZPOZNAWANIA PRZEPŁYWÓW DWUFAZOWYCH GAZ-CIECZ
Paweł Fiderek, Radosław Wajman, Jacek Kucharski

41-43
ANALIZA CHARAKTERYSTYK KORELACYJNYCH I SPEKTRALNYCH SYGNAŁÓW FRAKTALNYCH O STRUKTURZE GRZEBIENIOWEJ
Ruslan Politanskyi, Andrij Veryga

44-46
DOBÓR URZĄDZEŃ KOMPENSACYJNYCH DLA FARMY WIATROWEJ PRZYŁĄCZONEJ DO SIECI 110 KV
Paweł Pijarski, Michalina Gryniewicz-Jaworska

47-50
REDUKCJA DRGAŃ OBIEKTU NIELINIOWEGO Z REGULATOREM ADAPTACYJNYM PROPORCJONALNO-RÓŻNICZKUJĄCYM O STRUKTURZE MRAS
Mariusz Ostrowski, Wojciech Jarzyna

51-54
PRZEŁĄCZENIA AWARYJNE ORAZ ANALIZA STANÓW PRZEJŚCIOWYCH WIELOKANAŁOWEGO PRZEKSZTAŁTNIKA SIECIOWEGO
Katarzyna Przytuła

55-58
DYNAMICZNA REGULACJA MOCĄ PRZEKSZTAŁTNIKÓW SIECIOWYCH
Dariusz Zieliński

59-62
SZACOWANIE MAKSYMALNEGO POLA ELEKTRYCZNEGO INDUKOWANEGO W CIELE CZŁOWIEKA PRZEZ ZEWNĘTRZNE POLE MAGNETYCZNE
Tomasz Lisewski, Agnieszka Mikołajczyk, Stanisław Abramik

63-65
INTERAKTYWNE, WIELOFUNKCYJNE LUSTRO JAKO ELEMENT INTELIGENTNEGO BUDYNKU
Szczepan Paszkiel, Robert Kania

66-68
MODELOWANIE 3D TERMICZNYCH NAPRĘŻEŃ W PŁASKIM STAŁOTLENKOWYM OGNIWIE PALIWOWYM O NOWATORSKIEJ KONSTRUKCJI
Tomasz Zinko, Paulina Pianko-Oprych, Zdzisław Jaworski

69-72

Archiwum

2018

Tom 8 Nr 4
2018-12-16 16
Tom 8 Nr 3
2018-09-25 16
Tom 8 Nr 2
2018-05-30 18
Tom 8 Nr 1
2018-02-28 18

2017

Tom 7 Nr 4
2017-12-21 23
Tom 7 Nr 3
2017-09-30 24
Tom 7 Nr 2
2017-06-30 27
Tom 7 Nr 1
2017-03-03 33

2016

Tom 6 Nr 4
2016-12-22 16
Tom 6 Nr 3
2016-08-08 18
Tom 6 Nr 2
2016-05-10 16
Tom 6 Nr 1
2016-02-04 16

2015

Tom 5 Nr 4
2015-10-28 19
Tom 5 Nr 3
2015-09-02 17
Tom 5 Nr 2
2015-06-30 15
Tom 5 Nr 1
2015-03-31 18

2014

Tom 4 Nr 4
2014-12-09 29
Tom 4 Nr 3
2014-09-26 22
Tom 4 Nr 2
2014-06-18 21
Tom 4 Nr 1
2014-03-12 19

Authors

Tomasz Zinko

tomasz.zinko@zut.edu.pl

West Pomeranian University of Technology, Faculty of Chemical Technology and Engineering, Institute of Chemical Engineering and Environmental Protection Processes

Paulina Pianko-Oprych

paulina.pianko@zut.edu.pl

West Pomeranian University of Technology, Faculty of Chemical Technology and Engineering, Institute of Chemical Engineering and Environmental Protection Processes

Zdzisław Jaworski

zdzislaw.jaworski@zut.edu.pl

West Pomeranian University of Technology, Faculty of Chemical Technology and Engineering, Institute of Chemical Engineering and Environmental Protection Processes

Abstrakt

Przeprowadzone symulacje numeryczne miały na celu analizę termicznych naprężeń i ocenę stopnia wydłużenia płaskiego stałotlenkowego ogniwa paliwowego typu pSOFC (ang. planar Solid Oxide Fuel Cell). Rozkład temperatury w ogniwie wyznaczono w oparciu o wcześniej opracowany model termiczno-elektrochemiczny [11]. Nowatorskie rozwiązanie ogniwa typu pSOFC objęło ceramiczną konstrukcję, w skład której weszły porowate elektrody – anoda i katoda, elektrolit oraz dwie płytki bipolarne z 26-cioma żebrami. Przepływ paliwa i powietrza odbywał się krzyżowo i przeciwprądowo, po przekątnej ogniwa. Wyniki symulacji pozwoliły na określenie obszarów ogniwa narażonych na uszkodzenie w wyniku wysokich wartości naprężeń termicznych. Uzyskane rezultaty FEM umożliwią dalszą modyfikację konstrukcji płaskiego ogniwa w celu optymalizacji wydajności pSOFC.

Słowa kluczowe:

płaskie stałotlenkowe ogniwo paliwowe, naprężenie termiczne, naprężenie szczątkowe, Metoda Elementu Skończonego, Numeryczna Mechanika Płynów

Bibliografia

Bossel U.: Rapid startup SOFC modules, Energy Procedia, 28, 2012, 48–56.

Brochure of Anderman Industrial Ceramics Ltd. Zirconia Yttria Stabilised, 2014.

Brochure of ThyssenKrupp VDM, Crofer 22 APU, Material Data Sheet No. 4046, May 2010.

Cui D., Cheng M.: Thermal stresses modeling of anode supported micro-tubular solid oxide fuel cell, Journal of Power Sources, 192, 2009, 400–407.

Delette G. et al.: Thermo-elastic properties of SOFC/SOEC electrode materials determined from three-dimensional microstructural reconstructions, International Journal of Hydrogen Energy, 38, 2013, 12379–12391.

Laurencin J. et al.: A numerical tool to estimate SOFC mechanical degradation: Case of the planar cell configuration, Journal of the European Ceramic Society, 28, 2008, 1857–1869.

Li J., Lin Z.: Effects of electrode composition on the electrochemical performance and mechanical property of mico-tubular solid oxide fuel cell, International Journal of Hydrogen Energy, 37, 2012, 12925–12940.

Lin Ch. K., Chen T. T., Chyou Y. P., Chiang L. K.: Thermal stress analysis of a planar SOFC stack, Journal of Power Sources, 164, 2007, 238–251.

Nakajo A. et al.: Modeling of thermal stresses and probability of survival of tubular SOFC, Journal of Power Sources, 158, 2006, 287–294.

Peksen M.: 3D transient multiphysics modelling of a complete high temperature fuel cell system using coupled CFD and FEM, International Journal of Hydrogen Energy, 39, 2014, 5137–5147.

Pianko-Oprych P., Zinko T., Jaworski Z.: Simulation of the steady-state behaviour of a new design of a single planar Solid Oxide, Polish Journal of Chemical Technology, 2016, 18, 1, [DOI: 10.1515/pjct-2016-0011].

Singhal S. C., Kendall K.: High temperature solid oxide fuel cells: fundamentals, design and applications, Elsevier Science, 2003.

Qu Z., Aravind P. V., et al.: Three-dimensional computational fluid dynamics modeling of anode-supported planar SOFC, International Journal of Hydrogen Energy, 36, 2011, 10209–10220.

MODELOWANIE 3D TERMICZNYCH NAPRĘŻEŃ W PŁASKIM STAŁOTLENKOWYM OGNIWIE PALIWOWYM O NOWATORSKIEJ KONSTRUKCJI . (2016). Informatyka, Automatyka, Pomiary w Gospodarce i Ochronie Środowiska, 6(1), 69-72. https://doi.org/10.5604/20830157.1194293

##plugins.themes.bootstrap3.article.sidebar##

Numer Tom 6 Nr 1 (2016)

Archiwum

##plugins.themes.bootstrap3.article.main##

Authors

Abstrakt

Słowa kluczowe:

Bibliografia

##plugins.themes.bootstrap3.article.details##

Licencja