بررسی تأثیرات شرط مرزی های مختلف دیواره بر واکنش پایدار شده کاتالیزی متان/هوا روی سطح پلاتینیوم جهت تولید توان یکنواخت ترموالکتریکی

Abstract

در این کار تأثیر واکنش پایدارشده سطحی کاتالیزی و شرایط مرزی مختلف دیواره برای جریان غیر احتراقی مخلوط متان-هوا درون ریز با ترموالکتریک بررسی شده است. برای حل این مسئله از مدل عددی در حالت پایا و دو بعدی با فرض جریان تراکم ناپذیر با ضریب هدایت حرارتی و ویسکوزیته ثابت برای مخلوط متان-هوا استفاده شده است. برای اعتبار سنجی این مدل، تغییرات دمای بدون بعد بر حسب طول بدون بعد ریزمحفظه با داده‌های مقایسه شده که تطابق قابل قبول با حداکثر خطای 45/8 درصد را نشان می‌دهد. افزایش ضریب انتقال حرارت جابه جایی از مقدار 2 تا 10 وات بر متر کلوین سبب کاهش مصرف جرمی متان شده اما با افزایش این ضریب تا مقدار 20 وات بر متر کلوین کاهش می‌یابد. در حالت دیواره با ضریب انتقال حرارت 10 با دو برابر کردن سرعت از 4/0 به 8/0 متر بر ثانیه میزان ولتاژ خروجی ترموالکتریک 37% افزایش می‌یابد. با توجه به این که با افزایش سرعت جریان ورودی مخلوط متان-هوا، راندمان در پایه های ترموالکتریک کاهش پیدا می‌کند توان ترموالکتریکی نیز کاهش یافته که تغییرات توان خروجی ترموالکتریک از بیشترین تا کمترین سرعت ورودی برابر با 70% می‌باشد.