تحلیل عددی انتقال حرارت همرفتی در حضور مواد تغییر فاز دهنده جهت بهینه سازی ذخیره سازی انرژی

در این تحقیق فرآیند شبیه سازی و تحلیل عددی همرفت و انتقال حرارت نانوسیال پارافین اکسید آلومینا در یک کانال متخلخل با هدف ذخیره سازی انرژی حرارتی مورد بررسی قرار گرفته است. شبیه سازی به صورت ناپایا و با روش شبکه بولتزمن گرمایی با زمان آسایش منفرد انجام شده و شامل توزیع های سرعت و دما در نانوسیال و دمای ماده متخلخل می باشد. تاثیر پارامترهای مختلفی نظیر ضریب تخلخل و کسر حجمی نانوذرات بر عدد ناسلت میانگین و درصد کسر ذوب نانوسیال در بازه های زمانی مختلف با رویکرد زیست محیطی و اقتصادی ارزیابی شده است. نتایج نشان می دهند که با افزایش کسر حجمی نانوذرات و کاهش ضریب تخلخل، عدد ناسلت میانگین و درصد کسر ذوب افزایش می یابد. بیشترین میزان ذوب در پایین ترین مقدار ضریب تخلخل مشاهده شده و زمان مورد نیاز برای بالای ۸۰ درصد ذوب کمتر از یک ساعت و در کمترین ضریب تخلخل ثبت شده است. همچنین از دیدگاه اقتصادی و زیست محیطی ترکیب بهینه شامل ضریب تخلخل ۰.۷ و کسر حجمی ۶ درصد نانوذرات معرفی می شود. در نهایت، بیشترین تاثیر بر افزایش عدد ناسلت میانگین به ترتیب مربوط به کسر حجمی ۶ درصد، ضریب تخلخل ۰.۵۰ و کمترین زمان لازم برای رسیدن به کسر ذوب بیش از ۸۰ درصد، به ترتیب برابر با ۳۶.۵۸ دقیقه برای ضریب تخلخل و ۶۶.۱۹۶ دقیقه برای کسر حجمی ۶ درصد می باشد.

کلیدواژه ها:

مواد تغییر فاز دهنده ، محیط متخلخل ، روش شبکه بولتزمن ، همرفت و اداشته ، عدم تعادل گرمایی محلی