توسعه دوبعدی روش زیوکوویچ به منظور شبیه سازی فرآیند ذوب ماده تغییر فاز دهنده به همراه نانوذرات

استفاده از گرمای نهان در فرآیند تغییر فاز یکی از مهمترین روشها در ذخیرهسازی انرژی و یا کنترل فرآیندهای حرارتی است. هدف از پژوهش پیشرو، توسعه مدل یک بعدی زیوکوویچ به همراه بررسی عددی اثر افزودن نانوذرات با ضریب هدایت حرارتی بالابه مواد تغییر فاز دهنده در حضور پره و در شرایط دو بعدی میباشد. تاثیر استفاده از نانوذرات در خواص ترموفیزیکی پی-سی-ام نیز به کمک روابط موجود در نظر گرفته خواهد شد . از سوی دیگر، با تفکیک میدان محاسباتی به دو قسمت متشکل از پی-سی-ام و پره، معادلات حاکم به صورت مجزا استخراج میگردند . در همین راستا، پس از استخراج معادله دو بعدی انرژی و اعمال اثرات تغییر فاز، معادله صریح محاسبه دما و کسر مایع بدست می آید. فرآیند صحت سنجی نتایج عددی توسط روابط تحلیلی موجود در شرایط یک بعدی و نتایج عددی دو بعدی صورت میپذیرد . انتظار میرود که علاوه بر تغییر شکل ناشی از افزودن پره در پیشروی جبه ه ذوب، سرعت و عمق نفوذ نیز بهبود یافته، کانتورهای دما متراکم تر شده و فرآیند ذوب تسریع یابد. مشاهده شد که اثر پره در زمینه های ذکرشده بیشتر از نانو ذرات میباشد. البته دانستن این نکته که افزودن پره به مسئله در ابتدای فرآیند ذوب، به صورت مقاومت عمل کرده و اثر منفی دارد، خالی از لطف نیست . همچنین افزودن نانوذرات در حالت ترکیبی، کارآی ی به مراتب بیشتری نسبت به حالت استفاده از آنها به صورت جداگانه خواهدداشت. شایان ذکر است به منظور ساده سازی معادالت حاکم، از اثرات جابجای ی طبیعی صرف نظر شده است.

کلیدواژه ها:

گرمای نهان ، ماده تغییر فاز دهنده ، نانوذرات ، پره ، ذخیره سازی انرژی حرارتی