Anot destekli silindirik katı oksit yakıt hücresinin sayısal modellenmesi ve performansının analizi
Tezin Türü: Yüksek Lisans
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Erciyes Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, MAKİNE MÜHENDİSLİĞİ ANABİLİM DALI, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2012
Tezin Dili: Türkçe
Öğrenci: MEHMET FATİH KAYA
Danışman: Nesrin Kayataş Demir
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:Enerji üretim yarışındaki ülkeler sürekli yeni teknolojiler geliştirerek mevcut ve kısıtlı olan kaynakların en verimli kullanımı, bunların sonucu olarak da sürdürülebilir enerjiyi sağlamak amacını taşımaktadırlar.Bu tez çalışmasında, temiz ve yüksek verimli enerji üretim sistemlerinden birisi olan anot destekli silindirik bir katı oksit yakıt hücresi için sayısal modelleme yapılarak performans analizi yapıldı. İlk olarak katı oksit yakıt hücreleri için çalışma şartları ve parametreleri ile ilgili olarak kapsamlı bir literatür çalışması yapıldı. Çalışmalar sonucu elde edilen parametreler irdelenerek, model geometrisine uygulanabilmesi için matematiksel modellemeleri yapıldı. Matematiksel modelleme çalışmasında korunum denklemleri ve elektrokimyasal modelleme ile ilgili denklemler detaylıca açıklandı. Yakıt hücresi temelini oluşturan bilgiler ve denklemler açıklandı, hücre performansı etkileyen polarizasyon kayıpları için oluşturulan eğri beş bölgeye ayrılarak bu bölgeler detaylıca incelendi ve denklemler modele uygulandı. Kullanılan giriş şartları literatür değerleri ile kıyaslanarak modelin doğrulanması ve gridlerden (ağ örgü yapısından) bağımsızlığı kanıtlandı. İlgili sınır şartlarında çözümler yapılarak hücre içerisindeki hız dağılımları, konsantrasyon dağılımları gibi akış davranışı ve türlerin dağılımlarını içeren parametreler ile hücre temel bileşenleri için elektrokimyasal reaksiyonlar sonucu oluşan akım yoğunluğu ve potansiyel değişimi dağılımları incelendi. Yapılan çalışmada hücre performansını etkileyeceği öngörülen bazı parametreler değiştirilerek optimum hücre parametreleri belirlendi. Bu parametrelerin hücre performansına etkileri ile ilgili çözümler yapılarak bu etkilerin sebepleri ortaya koyuldu. Son olarak ortaya koyulan optimizasyon parametreleri ile çözümler yapılarak model parametrelerinin karşılaştırmaları yapıldı, elde edilen sonuçlarda performans analizi için gerçekleştirilen sayısal modelleme çalışmasında optimizasyonun önemi belirtildi.