طراحی محفظه تحت فشار مستطیلی حاوی پیل سوختی

یکی از مهمترین چالش های کاربرد پیل سوختی در وسایل حمل و نقل، بحث ایمنی خدمه می باشد. شوک های وارده به پیل سوختی در حمل و نقل زمینی، هوایی و دریایی، منجر می گردد تا پیل سوختی درون یک محفظه تحت فشار قرار گیرد.هدف از بکارگیری مخزن تحت فشار ممانعت از ورود گازهای هیدروژن و اکسیژن پیل سوختی به داخل محیط اطراف است. مخازن حاوی پیل سوختی اغلب تحت فشار گاز نیتروژن قرار دارد. تمامی اجزای پیل سوختی، قطعات و لوله های رابط در داخل این محفظه قرار می گیرند. چالش اصلی در طراحی مخزن مورد نظر، سطح مقطع مستطیلی آن است که امکان چینش پیل های سوختی در رک را با حداقل فضای ممکن فراهم می آورد. تعیین جنس و ضخامت مخزن، طراحی فلنج، درپوش، واشر آب بند، تعیین نقاط بحرانی تنش و تعیین محل جوش به کمک شبیه سازی اجزای محدود از اهداف این مقاله می باشد. نتایج تحلیل مخزن نشان داد که حداکثر تنش در گوشه های مخزن ایجاد می شود. همچنین، تنش در وسط ضلع کوچک تر حداقل مقدار را دارد و محل جوش می بایست در این قسمت انتخاب گردد. به علاوه اثر انتخاب آب بند بر طراحی فلنج و انتخاب تعداد پیچ های اتصال در این مطالعه مورد بررسی قرار گرفته است. مقایسه نتایج شبیه سازی اجزای محدود با کد استاندارد نشان داد که نتایج شبیه سازی دارای تطابق بسیار مناسبی با نتایج استاندارد می باشد.

کلیدواژه ها:

مخزن تحت فشار ، فلنج معکوس ، شبیه سازی اجزای محدود ، واشر آببند ، ماده هایپر الاستیک