II. İLERİ TEKNOLOJİLER ÇALIŞTAYI (İTÇ 2011) - Bilgesam

266
3.1.1. Süreklilik Denklemi
KOYP tek hücresinin bütün elemanları (anot, katot, elektrolit, interkonnektörler ve
gaz kanalları) için süreklilik denklemi:
bağıntısı ile hesaplanmaktadır. Bu denklemde, ε poroziteyi, and sırası ile hız
vektörü ve kütle kaynak terimini ifade ederken, gaz karışımının yoğunluğu olup
aşağıdaki eşitlikten hesaplanmaktadır. Eşitlik (4)’e porozite terimi adapte edildiği
için interkonnektör yada elektrolit gibi tamamen katı bölgelerde geçerli değildir.
Yukarıdaki eşitlikte ve sırası ile i maddesinin yoğunluğunu ve konsantrasyo-
nunu simgelerken, N ortamda bulunan madde sayısını ifade etmektedir. Her i maddesinin
yoğunluğu ise ideal gaz kanunu ile bulunmaktadır:
3.1.2. Maddenin Korunumu
KOYP’de reaksiyona giren ve çıkan her bir madde için (H2, O2, H2O,N2 vb.):
korunum denklemi yazılabilir. Bu denklemde i maddesinin difüzif kütle akısını
ve madde kaynak terimini göstermekte olup akım yoğunluğuun bir fonksiyonu
olarak aşağıdaki bağıntı ile hesaplanmaktadır:
Yukarıdaki eşitlikte i maddesinin atom ağırlığını, lokal akım yoğunluğunu ve
n elektrokimysal reaksiyonlardaki elektron sayısını ifade etmektedir.
Difüzyonla kütle akısı ise baitçe Fick yasası ile hesaplanmaktadır:
3.1.3. Momentum Denklemi
Laminar akış kabulu ile momentum denklemi aşağıdaki gibi yazılabilir:
(1)
(2)
(3)
(4)
(5)
(6)