Modellierung und Simulation von Hochtemperatur ... - JuSER

KAPITEL 6. PORÖSER VOLUMEN-ANSATZAbbildung 6.16: Druckverlust-Simulation (in Pa) für die detaillierte Kanal-Steg-Struktur(links) und das Poröse Volumen-Modell (rechts) eines Flowfield-Segmentsröse Volumen-Modell mit 4480 Elementen einen Druckverlust von Δp =147.50 Pa ergibt.Die Unterschiede zwischen den berechneten Werten sind unter anderem auf die Abstrahierungzurückzuführen. So folgt die Grenze im porösen Volumen zwischen den geradenKanälen und den Mäander-Segment beispielsweise nicht exakt den Konturen in der Detail-Geometrie. Weiterhin wird aus der Simulation deutlich, dass der Poröse Volumen-Ansatzfür die bereits erwähnte Verschmierung der Konturen verantwortlich ist. Trotzdem ist derglobale Charakter der Strömung quantitativ als auch qualitativ wiedergegeben.6.4.4 Kanal-Segment mit ElektrochemieIn den bisherigen Abschnitten wurde der Poröse Volumen-Ansatz für laminare Strömung mitkonstanter Temperatur und ohne elektrochemische Umwandlung validiert. Im letzten Schrittsollen zusätzlich die Unterschiede zwischen der detaillierten und abstrakten Geometrie imFalle von vorhandenen elektrochemischen Prozessen und der damit verbundenen Temperaturverteilungaufgezeigt werden. Hierfür wird ein gerades Kanal-Segment mit Anoden-,Kathoden- und Kühlkanal hinzugezogen, Abbildung 6.17 und Tabelle 6.10. Die Eingangstemperaturaller Fluide beträgt 160 ◦ C und entspricht somit den realen BetriebsbedingungenimStack(TBetr = 140 − 200 ◦ C). Weitere Rand- und Betriebsbedingungen sind inTabelle 6.11 vorzufinden.74