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Mathematical Modeling of Water Plug Formation in a Microchannel

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Pour citer ce document :
URI: http://hdl.handle.net/2042/57436
Title: Mathematical Modeling of Water Plug Formation in a Microchannel
Author: Ibrahimrassoul, Noara; Kessi, Arezki; Siahmed, Elkhider; Jaque, Legrand
Abstract: Une étude expérimentale ainsi qu'un modèle mathématique ont été mis au point, pour permettre de prédire les conditions d'apparition du pont capillaire (bridge/plug) dans les micro-canaux, qui pourrait être appliquée au cas de la pile combustible de type PEMFC. Ce travail est motivé par la nécessité de mieux comprendre l'apparition d'un pont capillaire dans les micro-canaux(par exemple GDL). On considère l'écoulement de deux fluides, dont la phase continue (air) est introduite dans le canal principal et la phase dispersée (eau) est amenée perpendiculairement par un canal secondaire, ces micro-canaux en jonction T sont de sections carrées de côté respectifs 250mm et 50mm. les résultats expérimentaux ainsi obtenus sont en premier lieu présentés .Les résultats issus du modèle mathématique proposé sont ensuite commentés et comparés aux données expérimentales.. On notera un accord remarquable entre la théorie et l'expérience.The dynamic evolution of liquid water bridge is analyzed using a combination of visualization experiments in a microchannel with a theoretical model. The experimental microchannel mimics flow conditions in a fuel cell cathode flow channel, where under low air flow conditions liquid water emerging from the electrode backing forms a bridge that can block airflow. The microchannel had a transparent test 250mm square test section and a 50mm square water injection pore. Experimental results are first presented followed by the theoretical predictions. Comparinf experiments and theory a very good agreement is recorded. Both results will be fully discussed in the paper.
Subject: experimental setup; surface of revolution; gas diffusion layer; water (bridge) plug; fuel cell; green energy; mathematical modeling
Publisher: AFM, Association Française de Mécanique
Date: 2015

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