انتقال حرارت تغییر فاز در چاه حرارتی PCM-فوم فلزی تحت شارهای پالسی متوالی

در این پژوهش، رفتار حرارتی ماده تغییر فازدهنده در یک چاه حرارتی PCM-فوم فلزی که سطح داخلی آن در تماس با باتری و سطح خارجی توسط همرفت خنک می شود، به صورت عددی بررسی شده است. باتری شارهای حرارتی پالسی متوالی را به چاه حرارتی اعمال می کند. PCM در طول هر پالس، فرآیندهای متوالی ذوب و انجماد را تجربه می کند. تغییر فاز با روش آنتالپی–تخلخل و همرفت طبیعی با فرمول بندی دارسی-برینکمن مدل سازی شدند. معادلات حاکم با روش المان محدود در COMSOL حل شده و نتایج تطابق خوبی با داده های تجربی و عددی نشان می دهند. بررسی عملکرد حرارتی در چرخه های متوالی نشان داد که برای بازگرداندن دمای سطح باتری به مقدار اولیه، دوره خنک سازی طولانی لازم است. با اعمال پالس حرارتی دوم، زمانی که دمای نهایی سطح باتری در پالس اول ۳ کلوین بالاتر از دمای پایای اولیه است، سطح باتری می تواند در همان بازه زمانی پالس اول، به دمای اولیه خود بازگردد و پاسخ حرارتی PCM در پالس های بعدی پایدار گردد. بر این اساس مدت زمان چرخه کامل تقریبا ۴٫۵ برابر طول پالس بدست آمد.

کلیدواژه ها:

انتقال حرارت تغییر فاز ، شار حرارتی پالسی ، چاه حرارتی PCM-فوم فلزی ، همرفت طبیعی ، مدیریت حرارتی