بهبود ذخیره سازی انرژی حرارتی در راکتور شیمیایی با ترکیب مواد تغییر فاز دهنده و پره ها

در صنایع پرمصرف انرژی مانند نفت و گاز راکتورهای شیمیایی، گرمازا مقدار قابل توجهی انرژی حرارتی تولید می کنند که در صورت عدم مدیریت این گرما به محیط هدر می رود. هدف این پژوهش ذخیره سازی این انرژی تلف شده و بهبود عملکرد حرارتی راکتور با استفاده از مواد تغییر فاز دهنده و پره ها است. در این مطالعه یک راکتور لوله ای حاوی واکنش گرمازای هیدرولیز پروپیلن اکساید به یک غلاف خنک کننده حاوی ماده تغییر فاز دهنده MgCl۲ مجهز شد. برای غلبه بر رسانایی حرارتی پایین ماده تغییر فاز دهنده پره هایی از جنس مس درون غلاف تعبیه شد. شبیه سازی عددی به روش سه بعدی و با حل همزمان معادلات بقای جرم، انتقال حرارت و تغییر فاز انجام گردید. نتایج نشان داد که استفاده از ماده تغییر فاز دهنده به تنهایی دمای دیواره راکتور را کنترل می کند اما فرآیند ذوب کند است. با افزودن پره ها، سطح تماس حرارتی افزایش یافت و نرخ ذوب ماده تغییر فاز دهنده به طور محسوسی بالاتر رفت. در زمان ۱۰۰ دقیقه حضور پره ها باعث افزایش ۲۰ درصدی میزان جذب انرژی حرارتی (کسر ذوب) نسبت به حالت بدون پره گردید. همچنین دما در دیواره راکتور یکنواخت تر توزیع شد و از ایجاد نقاط داغ جلوگیری گردید.

کلیدواژه ها:

مواد تغییر فاز دهنده ، پره ها ، راکتور ، صنعت نفت و گاز ، ذخیره انرژی حرارتی