علوم کاربردی و محاسباتی در مکانیک

علوم کاربردی و محاسباتی در مکانیک

مطالعه عددی اثر پره و دوران محفظه در فرایند ذوب ماده تغییر فازدهنده در یک سیستم ذخیره‌ساز انرژی گرمای‌نهان مربعی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
1 دانشگاه صنعتی سهند تبریز
2 دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی سهند
3 دانشگاه صنعتی سهند
چکیده
هدف اصلی پژوهش عددی حاضر، بررسی تأثیر جهت‌گیری محفظه‌ی ماده‌ی تغییر فازدهنده و همچنین به‌کارگیری پره بر فرآیند ذوب، در یک سیستم ذخیره‌سازی انرژی گرمای نهان با ساختار دو‌لوله‌ای است. این سیستم شامل یک کانال مربعی خارجی عایق و یک لوله‌ی داخلی گرم مجهز به پره‌های خارجی بوده و فضای بین آن‌ها با ماده‌ی تغییر فازدهنده پر شده است. نتایج نشان می‌دهد که در حالت بدون پره، تغییر زاویه قرارگیری محفظه از 0 تا 45 درجه، زمان ذوب کامل سیستم را تا حدود 67/16 درصد افزایش می‌دهد. در مقابل، افزودن پره به لوله‌ی داخلی در زاویه محفظه 45 درجه‌، زمان ذوب کامل را به میزان چشمگیری (17/58 درصد) نسبت به حالت بدون پره و حالت افقی کاهش می‌دهد. در حقیقت، حضور پره‌ها در نسبت‌های مختلف دوران، علاوه بر افزایش سطح انتقال حرارت، موجب تسریع فرآیند ذوب در بخش‌های پایینی محفظه که ذوب کندتری دارند شده و همچنین با تقویت جریان‌های همرفتی در این نواحی، شرایط بهینه‌تری برای تغییر فاز فراهم می‌آورد.
کلیدواژه‌ها
موضوعات

عنوان مقاله English

Numerical study of the effect of fins and container orientation on the melting process of a phase change material in a square latent heat energy storage system

نویسندگان English

Mohammad goharkhah 1
saber abdollahzadeh bonab 2
ali zargar saleh 3
1 Faculty of mechanical engineering, sahand university of technology
2 Faculty of mechanical engineering, sahand university of technology
3 Faculty of mechanical engineering, sahand university of technology
چکیده English

The main objective of the present numerical study is to investigate the effect of the orientation of PCM container, as well as the use of fins, on the melting process in a double-pipe latent heat energy storage system. The system consists of an insulated outer square channel and a heated inner tube equipped with external fins, with the space between them filled with PCM. ]n the absence of fins, changing the container angle from 0° to 45° increases the total melting time of the system by about 16.67%. In contrast, adding fins to the inner tube at a container angle of 45° significantly reduces the total melting time (by 17.58%) compared to both the finless case and the horizontal orientation. In fact, the presence of fins at different rotation ratios not only increases the heat transfer surface area but also accelerates the melting process in the lower regions of the container, where melting is slower, while enhancing convective flows in these areas to provide more favorable conditions for phase change.

کلیدواژه‌ها English

Thermal Energy Storage
Phase Change Material (PCM)
Natural Convection
Heat Exchanger
fin
ارسال نظر در مورد این مقاله
نام را وارد کنید.
نشانی پست الکترونیکی را به درستی وارد کنید.
وابستگی سازمانی را به درستی وارد کنید.
توضیحات را وارد کنید (حداقل 50 حرف)
CAPTCHA Image
شناسه امنیتی را به درستی وارد کنید.