Diseño y modelación del sistema de refrigeración de una pila de combustible

Abstract

En este presente proyecto se ha diseñado y modelado cuatro configuraciones de disipadores de calor mediante aletas de refrigeración en COMSOL, se ha analizado la transferencia de calor en estos dispositivos mediante convección para refrigerar una pila de hidrógeno, evaluando a la vez la temperatura de trabajo de las aletas. Los radiadores planteados y modelados son radiadores de aletas planas delgadas, radiador de aletas planas extruidas, radiador de aletas planas extruidas detalladas y por último, radiador de aletas de discos. La metodología seguida a sido realizar una batería de tutoriales para aprender a emplear el programa de manera correcta y autónoma. Primero se ha realizado la simulación del ejemplo facilitado por el Software COMSOL, Heat Sink, obteniendo unos resultados. A continuación, se ha implantado las condiciones de radiación, en los que se han obteniendo resultados de radiación prácticamente despreciables. Por ende, se ha realizado el estudio en análisis puramente convectivo. En la segunda etapa, se han diseñado y modelado otras configuraciones geométricas distintas al ejemplo de COMSOL, anteriormente mencionadas. Al acabar la simulación, se ha obtenido unos resultados, cuyas temperaturas en superficies son muy elevadas. En la tercera etapa, se ha modificado los parámetros de diseño y las condiciones de contorno para adecuar y ajustar los resultados a nuestras necesidades. A la vez que se han optimizado los tiempos de duración del cálculo del proceso. Aquí, solamente se justificará la tercera parte en la que los resultados y tiempos de simulación son aceptables según el criterio del proyectista.