Modellierung und Simulation von Hochtemperatur ... - JuSER

Abbildung 8.3: Reaktanten-Flowfield des 320 cm 2 Stacks (links) und das dazugehörigePoröse Volumen-Modell (rechts)Abbildung 8.4: Kühl-Flowfield des 320 cm 2 Stacks (links) und das dazugehörige PoröseVolumen-Modell (rechts)len ausreichend und gleichmäßig mit Gasen versorgt werden. Das Ergebnis der Strömungsverteilungwird anschließend als Randbedingung für den zweiten Schritt verwendet, beiwelchem der Fokus auf den multiphysikalischen-Prozessen im Stack liegt. Alle Flowfieldswerden mit dem Porösen Volumen-Ansatz modelliert. Aufgrund der Tatsache, dass sichdie geraden Kanäle des Öl-Flowfields in Abbildung 8.4 über die gesamte aktive Fläche erstreckenund die Zell-Manifolds in einer vorangegangenen CFD-Auslegung hinsichtlich derGleichverteilung ausreichend dimensioniert sind, wird ein direkter vertikaler Öl-Eintritt in diegeraden Kanäle angenommen. Diese Annahme führt zu einer Vereinfachung des Stackmodellshinsichtlich der Geometrie und damit auch der erforderlichen Anzahl an Finiten-Elementen. Die Modellierung der MEA sowie das elektrochemische Modell sind dabei unverändertgeblieben. Auch im Falle der freien Konvektion beim nichtisolierten Stack wurdendie einfachen Wärmeübergangskoeffizienten aus der Gleichung 3.10 verwendet.Die dabei erhaltenen Simulationsergebnisse werden in diesem Abschnitt hinsichtlich der111