مدلسازی انجماد غیرتعادلی و پیش بینی تحت تبرید در مواد تغییرفازدهنده

مواد تغییرفازدهنده (PCM) به دلیل قابلیت ذخیره و آزادسازی گرما در دمای محیط ، برای کاربردهای ذخیره انرژی گرمایی موردتوجه قرارگرفته اند. بااین حال، پدیده تحت تبرید در طول فرایند انجماد، عملکرد این مواد را مختل می کند. هدف از پژوهش حاضر ارائه یک مدل ریاضی برای بررسی و شناخت انجماد غیرتعادلی و پیش بینی تحت تبرید در مواد تغییرفازدهنده است . مدل ریاضی بر مبنای معادلات انتقال گرما، نرخ تغییرفاز و مکانیزمهای جوانه زنی و رشد در انجماد غیرتعادلی توسعه یافت و ارایه شد. مدل ریاضی با روش حجم محدود (FVM) گسسته سازی شد و محاسبات عددی مربوطه به کمک برنامه محاسباتی SENSE به اجرا در آمد. نتایج عددی مدل ریاضی شامل منحنی های سردشدن نقاط و مقدار تحت تبرید در مقایسه با دادههای تجربی مورد ارزیابی قرار گرفت . انجماد غیرتعادلی تری هیدرات استات سدیم (SAT) به کمک مدل توسعه یافته شبیه سازی شد و مقدار تحت تبرید ۲۳ با زمان جوانه زنی حدود ۱۰۰۰ ثانیه برای آن به دست آمد. همچنین به کمک مدل توسعه یافته اثر رسانش گرمایی بر تحت تبرید بررسی شد و نشان داد که افزایش ضریب رسانش به طور غیرخطی موجب افزایش تحت تبرید خواهد شد.

کلیدواژه ها:

انجماد غیرتعادلی ، تحت تبرید ، مواد تغییرفازدهنده ، مدلسازی عددی ، جوانه زنی