Validation of a Numerical Model for the Prediction of the Pressure Distribution in PEMFC Flow Field Plates With a Serpentine Channel
Notice bibliographique
Résumé
Much effort has been expended in the past few years upon development of numerical models to obtain the detailed flow, current and temperature distributions in Polymer Electrolyte Membrane Fuel Cell (PEMFC). Therefore, the need for model validation also has increased to gain confidence in the accuracy of the numerical results. In the present work, a numerical model has been developed to study the pressure distribution in the flow field plate (FFP) and gas diffusion layer (GDL) assembly on the cathode side of a PEM fuel cell. The flow field plate has serpentine channels and the porous gas diffusion layer is adjacent to the flow field plate, to deliver the air to the catalyst layer where the electrochemical reaction occurs. Flow crossover of air through the porous GDL under the land from one part of the channel to another can occur, and this flow crossover affects the total pressure drop between the channel inlet and outlet, and the pressure difference between adjacent channels. The flow here has been assumed to be three-dimensional, steady, incompressible, isothermal and single-phase. The flow through the porous GDL has been described using the Darcy model. The governing equations have been written in dimensionless form and solved by using the commercial CFD solver, FIDAP. In parallel, experimental work has been conducted at the Queen’s-RMC Fuel Cell Research Center (FCRC), Canada, for comparison with the numerical results. The cathode FFP has a single serpentine channel. Flow of dry air at 20 °C and at 60 °C has been used for measuring pressure differences at specific locations in the flow field plate. The effects of Reynolds number, based on the mean channel width and the mean velocity at the channel inlet (values between 100 and 1500) have been studied. Other parameters that were considered are the land:channel width ratio (2:1 and 1:1) and the permeability of the GDL (values between 1.0E−19m2 and 1.0E−10m2 used). Good agreement was obtained between the numerical and experimental pressure distributions along the serpentine channel.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,002 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».