بررسي تجربي اثر استفاده از مواد متخلخل در بهبود عملكرد مواد تغيير فاز دهنده

كارشناسي ارشيد

در سالهاي اخير روش‌هاي مختلف استفاده از ذخيره‌سازي انرژي نهان، براي ذخيره‌سازي انرژي، مورد توجه بسياري از پژوهشگران در سراسر دنيا قرار گرفته است. ذخيره‌سازي انرژي نهان بر پايه مواد تغيير فاز دهنده در سيستم‌هاي مختلف انجام مي‌شود. برخلاف توانايي ذخيره‌سازي بالاي اين مواد، ضريب رسانش آنها براي ذخيره‌سازي انرژي پايين است. بنابراين بازدهي سيستم ذخيره‌سازي را پايين مي‌آورند كه نياز به بررسي روش‌هاي مختلف براي بهبود انتقال حرارت در اين مواد را، توجيه مي‌نمايد. در اين پايان‌نامه با توجه به نياز به بهبود عملكرد ذخيره‌سازي گرما در مواد تغيير فاز دهنده، اثر استفاده از كويل و مواد متخلخل در بهبود فرآيند ذخيره و تخليه حرارتي در اين مواد به صورت آزمايشگاهي مورد مطالعه قرار گرفته است. يك محفظه ذخيره‌سازي گرما طراحي و ساخته شده است و از جريان آب درون كويل به منظور تبادل انرژي استفاده شده است. فوم فلزي مسي با ضريب تخلخل بيش از 90% به منظور بهبود فرآيند ذخيره و تخليه مورد استفاده قرار گرفته است. اثر استفاده از فوم فلزي و پارامترهاي مختلف جريان از جمله دبي ماده حامل انرژي و دماي اين ماده در فرآيند ذخيره و تخليه انرژي در ماده تغيير فاز دهنده پارافين، مورد بررسي قرار گرفته است. نتايج نشان دادند كه استفاده از دبي ورودي بالاتر در فرآيند ذخيره و دبي ورودي پايين‌تر در فرآيند تخليه، باعث كاهش زمان فرآيند تخليه و ذخيره‌سازي مي‌شود. اما اين كاهش براي تخليه در حدود 10 درصد و براي ذخيره در حدود 18 درصد مي‌باشد كه عدد قابل توجهي نيست. كاهش دماي اوليه ورودي در فرآيند تخليه و افزايش دماي ثابت ورودي، در فرآيند ذخيره‌سازي، باعث كاهش زمان ذخيره و تخليه، در حدود 50 درصد در هر دو فرآيند مي‌شود. استفاده از مواد متخلخل در مخزن ذخيره، باعث كاهش زمان فرآيندهاي مختلف، در حدود 20 درصد شد، همچنين استفاده از اين مواد باعث عملكرد دماي يكنواخت‌تر در هر فرآيند مي‌شود. با تنظيم مناسب پارامتر‌هاي مورد مطالعه مي‌توان زمان انجام فرآيند ذخيره‌سازي را در حدود 65 درصد و زمان فرآيند تخليه را در حدود 60 درصد كاهش داد.

207168

دانشگاه علم و صنعت ايران

مهندسي مكانيك

جناب آقاي دكتر سياوشي