Inward Melting inside a Horizontal Multilobed Capsule with Conductive Wall Affected by Ag-MgO/Water Hybrid and MgO/Water Nanofluids

سال انتشار: 1400
نوع سند: مقاله ژورنالی
زبان: انگلیسی
مشاهده: 88

فایل این مقاله در 18 صفحه با فرمت PDF قابل دریافت می باشد

استخراج به نرم افزارهای پژوهشی:

لینک ثابت به این مقاله:

شناسه ملی سند علمی:

JR_JHMTR-8-2_006

تاریخ نمایه سازی: 24 شهریور 1403

چکیده مقاله:

We scrutinize the possibility of boosting the functionality of an isothermally heated horizontal capsule filled with the phase change material (PCM) as the thermal energy storage (TES) system. There is the conjugate heat transfer at the wall. The constrained inward melting of the water/ice (Pr=۶.۲) at Ra=۱۰۵ in this system should be improved since the thermal conductivity of the base PCM is low. The thermal performance of the PCM may be manipulated by adding the magnesia (MgO) and hybrid Ag/MgO nanoparticles and by using the multilobed capsules. The iterative explicit lattice Boltzmann method (LBM) is implemented to investigate the effects of the nanoparticle loading, aspect ratio (AR) and circumference of the cross-section on the full melting time. The use of the ۲-lobe capsule with the highest AR and increased circumference reduces the full melting time by ۳۷% in contrast to the pure PCM melting in the cylindrical tube. Using the MgO nanoparticles with a lower loading (۰.۰۱) within the ۲-lobe capsule diminishes the complete melting time for the pure PCM by ۵۵%. It is the best nanofluid-based case when we consider the price of nanoparticles and the capacity of the TES system. The hybrid nanoparticles/PCM composites with (۵۰:۵۰) weight proportions are not prescribed as the increment of the viscosity of the PCM is further than that of the thermal conductivity of the PCM. To decrease the thermal conduction resistance at the bottom section of the horizontal cylindrical capsule, it is suggested to use the multilobed capsule for the pure PCM melting instead of the expensive single nanoparticles.

نویسندگان

Mohammad Hassan Shojaeefard

Mechanical Engineering Department, Iran University of Science and Technology (IUST)

Mahmoud Jourabian

Department of Mechanical Engineering, Iran University of Science and Technology (IUST)

Ahmad Ali Rabienataj Darzi

Department of Mechanical Engineering, University of Mazandaran, Babolsar, Mazandaran, Iran

Ali Bayat

Department of Civil Engineering, Islamic Azad University, Arak Branch, Arak, Markazi, Iran

مراجع و منابع این مقاله:

لیست زیر مراجع و منابع استفاده شده در این مقاله را نمایش می دهد. این مراجع به صورت کاملا ماشینی و بر اساس هوش مصنوعی استخراج شده اند و لذا ممکن است دارای اشکالاتی باشند که به مرور زمان دقت استخراج این محتوا افزایش می یابد. مراجعی که مقالات مربوط به آنها در سیویلیکا نمایه شده و پیدا شده اند، به خود مقاله لینک شده اند :
  • Dhaidan, N.S. and Khodadadi, J.M., ۲۰۱۵. Melting and convection of ...
  • Ho, C.J. and Viskanta, R., ۱۹۸۴. Heat transfer during inward ...
  • Hirata, T. and Nishida, K., ۱۹۸۹. An analysis of heat ...
  • Hirata, T., Makino, Y. and Kaneko, Y., ۱۹۹۳. Analysis of ...
  • Hlimi, M., Hamdaoui, S., Mahdaouic, M., Kousksou, T., Msaad, A.A., ...
  • Gao, Z., Wu, H. and Yao, Y., ۲۰۱۹. Two-stage heat ...
  • Imani, G., ۲۰۱۹. Lattice Boltzmann simulation of melting of a ...
  • Dhaidan, N.S., ۲۰۲۱. Thermal performance of constrained melting of PCM ...
  • Ho, C.J., Wang, Z.C., Chen, R.H. and Lai, C.M., ۲۰۲۰. ...
  • Jourabian, M., Yuan, S., Zhang, J., Li, Y., Rabienataj Darzi, ...
  • Mohammadifar, H., Sajjadi, H., Rahnama, M., Jafari, S and Wang, ...
  • Agrawal, P., Dadheech, P.K., Jat, R.N., Nisar, K.S., Bohra, M. ...
  • Irwan M.A.M., Azwadi, C.S., Asako, Y. and Ghaderian, J. ۲۰۲۰. ...
  • Sciacovelli, A., Colella, F. and Verda, V. ۲۰۱۳. Melting of ...
  • Pahamli, Y., Hosseini, M.J., Ranjbar, A.A. and Bahrampoury, R. ۲۰۱۷. ...
  • Yadollahi Farsani R., Raisi, A. and Mahmoudi, A. ۲۰۱۹. Successive ...
  • Ouikhalfan, M., Sari, A., Chehouani, H., Benhamou, B. and Biçer. ...
  • Xiong, T., Zheng, L. and Shah, K.W. ۲۰۲۰. Nano-enhanced phase ...
  • Nizetic, S., Jurcevic, M., Arıcı, M., Arasu, V. and Xie, ...
  • Yadav, C. and Sahoo, R.R. ۲۰۲۱. Effect of nano-enhanced PCM ...
  • Chamkha, A.J, Doostanidezfuli, A., Izadpanahi, E. and Ghalambaz, M. ۲۰۱۷. ...
  • Ghalambaz, M., Doostani, A., Chamkha, A.J. and Ismael, M.A., ۲۰۱۷. ...
  • C, K. and Zhao, Y. ۲۰۱۸. Effect of internal heat ...
  • Ma, Y., Mohebbi, R., Rashidi, M.M. andYang, Z. ۲۰۱۹. MHD ...
  • Costa, M., Oliva, A. and Pérez-Segarra, C.D. ۱۹۹۷. Three-dimensional numerical ...
  • Gao, Z., Wu, H. and Yao, Y. ۲۰۱۹. Two-stage heat ...
  • Esfe, M.H., Abbasian Arani, A.A., Rezaie, M., Yan, W.M. and ...
  • Zaraki, A., Ghalambaz, M., Chamkha, A.J., Ghalambaz, M. and De ...
  • Nimmagadda, R. and Venkatasubbaiah, K. ۲۰۱۵. Conjugate heat transfer analysis ...
  • Ranga Babu, J.A., Kumar, K.K. and Srinivasa Rao S. ۲۰۱۷. ...
  • Babar, H. and Ali, H.M. ۲۰۱۹. Towards hybrid nanofluids: Preparation, ...
  • Patel, H.E., Sundararajan, T., Pradeep, T., Dasgupta, A., Dasgupta, N. ...
  • Ramazani Sarbandi, I., Taslimi, M.S. and Bazargan, V. ۲۰۲۰. Novel ...
  • Yazdi, H., Rahimian, M.H. and Safari, H. ۲۰۲۰. A lattice ...
  • Himrane, N., Ameziani, D.E. and Nasseri, L. ۲۰۲۰. Study of ...
  • Khanafer, K., Vafai, K. and Lightstone, M. ۲۰۰۳. Buoyancy-driven heat ...
  • Chen, Z., Gao, D. and Shi, J. ۲۰۱۴. Experimental and ...
  • Jourabian, M., Yuan, S., Zhang, J., Li, Y. and Rabienataj ...
  • Rieger, H. and Beer, H. ۱۹۸۶. The melting process of ...
  • Chen, G., Sun, G., Jiang, D. and Su, Y. ۲۰۲۰. ...
  • Chen, W.Z., Yang, Q.S., Dai, M.Q. and Cheng, S.M. ۱۹۹۸. ...
  • Fomin, S.A. and Wilchinsky, A.V. ۲۰۰۲. Shape-factor effect on melting ...
  • Xie, H., Yu, W. and Chen, W. ۲۰۱۰. MgO nanofluids: ...
  • Mahmoodi, M. ۲۰۱۱. Numerical simulation of free convection of nanofluid ...
  • Corcione, M. ۲۰۱۱. Empirical correlating equations for predicting the effective ...
  • Bayat, M., Faridzadeh, M.R. and Toghraie, D. ۲۰۱۸. Investigation of ...
  • نمایش کامل مراجع