بررسی فرآیند ذوب و انجماد ماده تغییر فاز دهنده پارافین واکس در یک هندسه کروی

در مقاله حاضر نحوه ذوب و انجماد ماده تغییر فاز دهنده پارافین واکس در هندسه کروی به صورت تجربی مورد بررسی قرار گرفته است. به منظور بررسی رفتار ماده تغییر فاز دهنده هنگام ذوب یک سامانه آزمایشگاهی برای ایجاد شرایط دمایی لازم و تصویربرداری از مراحل ذوب طراحی و پیاده سازی شد. ماده تغییر فاز دهنده در یک بالون شیشه ای آزمایشگاهی به حجم 500 میلی لیتر قرار داده شد و به ترتیب در شرایط دمایی ثابت قرارگرفت. ذوب کامل پارافین واکس 90 دقیقه طول کشید و در این مدت در فواصل زمانی منظم تصویربرداری انجام شد. مشاهدات نشان میدهد فرآیند ذوب در بخش دیواره کره و در اثر هدایت گرمایی از سیال بیرونی به کره شروع میشود و پس از آن بخش جامد باقیمانده از فرآیند ذوب به سبب چگالی بیشتر در نیمه پایینی کره قرار میگیرد. انتظار میرود انتقال حرارت در نیمه کره پایینی عمدتا با مکانیزم هدایت حرارتی صورت گیرد در حالی که بیشترین سهم انتقال حرارت در نیمه بالایی کره در اثر جابجایی طبیعی باشد. همچنین مشاهدات آزمایشگاهی در زمان انجماد ماده تغیرفاز دهنده نشان داد تشکیل یک لایه جامد بر روی سطح داخلی کره، زمان رهاسازی انرژی حرارتی را نسبت به فرآیند ذوب کندتر میسازد. از نتایج این پژوهش میتوان در طراحی سامانه های ذخیره سازی انرژی حرارتی خورشیدی استفاده نمود.

کلیدواژه ها:

مواد تغییر فاز دهنده ، پارافین واکس ، ذخیره سازی انرژی حرارتی ، هندسه کروی