مطالعه عددی تاثیر ویژگی های هندسی و افزودن نانوذرات بر عملکرد انتقال حرارت مواد تغییر فازدهنده

در این پژوهش، تاثیر پارامترهای مختلف بر عملکرد سیستم های ذخیره سازی انرژی حرارتی با استفاده از مواد تغییر فازدهنده در یک محفظه مستطیلی که از دیواره پایین به طور همدما گرم می شود، مورد بررسی قرار گرفته است. همچنین پره های عمودی برای بهبود انتقال حرارت استفاده شده است. عوامل مطالعه شده شامل گام پره ها، افزودن نانوذرات اکسید آلومینیوم به مواد تغییر فاز، جنس پره ها (آلومینیوم، مس و تیتانیوم) و تغییر شکل محفظه (مستطیلی، مربعی، مثلثی و متوازی الاضلاع) هستند. نتایج نشان دادند که کاهش گام پره ها نرخ انتقال حرارت را در مراحل اولیه ذوب افزایش می دهد، اما گام های بسیار کوچک می توانند کارایی ذوب را در مراحل بعدی کاهش دهند. افزودن نانوذرات اکسید آلومینیوم هدایت حرارتی را بهبود داده و زمان ذوب را تا ۵ درصد کاهش می دهد. تغییر جنس پره ها نشان داد که آلومینیوم به دلیل تعادل میان هزینه، وزن و هدایت حرارتی گزینه مناسبی است. همچنین، تغییر شکل محفظه تاثیر بسزایی بر نرخ ذوب دارد، به طوری که محفظه مستطیلی بهترین عملکرد را ارائه داده است. این نتایج می توانند راهنمایی موثری برای طراحی بهینه سیستم های ذخیره سازی انرژی حرارتی فراهم کنند.

کلیدواژه ها:

ماده تغییر فاز دهنده ، پره ، انتقال حرارت ، نانو سیال