Modellierung und Simulation von Hochtemperatur ... - JuSER

KAPITEL 7. MODELLIERUNG UND SIMULATION DES 200 CM 2 STACKSAbbildung 7.13: Lokale Temperaturverteilung (in ◦ C) für den Betriebspunkt i=0.45 A cm -2im isolierten Stack; (links: Simulation; rechts: Experiment)Abbildung 7.14: Lokale Temperaturverteilung (in ◦ C) für den Betriebspunkt i=0.60 A cm -2im isolierten Stack; (links: Simulation; rechts: Experiment)im CFD-Modell vernachlässigt wurden. So befindet sich im Modell der Öl-Eingang unmittelbaram Öl-Flowfield und die Temperatur beträgt 160 ◦ C. Im experimentellen Stack befindetsich der Ölverteiler jedoch oben, welcher mit den heißeren Endplatten in Berührungsteht und durchaus in der Lage ist, eine Wirkung auf die lokale Temperatur auszuüben.Ebenso endet das Model mit dem Öl-Flowfield, während sich im Stack an dieser Stelleder Öl-Sammler befindet. Weiterhin spielen die Messunsicherheit der Segmente, die lautHersteller ±1 % [156, 157] beträgt, sowie Unsicherheiten in der Angabe von Wärmeleitkoeffizientender Bipolar-Platten [154], das vereinfachte Modell für passive Kühlung undweitere geometrische Vereinfachungen im Modell eine Rolle.Trotz dieser Unterschiede wurden die Tendenzen in der Simulation mit guter Übereinstimmungwiedergegeben. So wird das globale Bild der Temperaturverteilung insbesondere vonder Richtung des Kühlmediums beeinflusst, d.h. des konvektiven Wärmetransports (vonoben nach unten, Abbildung 7.8). Die maximale Betriebstemperatur ist somit im unterenBereich des Stacks zu erwarten [164], am Ausgang der Kühlung sowie dort, wo die freieKonvektion durch Boden-Isolation eingeschränkt ist. Wie zu erwarten war, ist bei höherenmittleren Stromdichten die Wärmeproduktion und somit das Temperaturniveau etwas höher,92