بررسي تجربي اثر ساختارهاي فلزي بر ذوب و انجماد مواد تغيير فاز دهنده (PCM)

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

مهندسي مكانيك

كارشناسي ارشد

با توجه به افزايش جمعيت و رشد اقتصاد، مصرف انرژي هر روزه رو به افزايش است. از اين رو سيستم هاي ذخيره انرژي و به خصوص سيستم هايي كه از مواد تغيير فاز دهنده استفاده ميكنند، جايگاه ويژهاي پيدا كردهاند و در حال توسعه ميباشند. انرژي نهان مادهي تغيير فاز دهندهاي كه در يك محفظهي بسته ميباشد، عامل اين ذخيره سازي انرژي است. در اين پژوهش يك محفظه كروي حاوي مواد تغييرفازدهنده (PCM) طراحي شده و فرآيند ذوب و انجماد ماده تغيير فاز دهنده در آن مورد بررسي قرار گرفته است. براي بهبود انتقال حرارت از يك پره مدوّر با ساختار ψ -شكل كه از قبل طراحي و بهينه شده، استفاده شده است. اين پره با استفاده از يك الگوريتم كه مزيت آن كاهش قابل توجه در هزينههاي محاسباتي است و ميتوان در مطالعات بهينه سازي از آن استفاده كرد، طراحي شده است. نتايج آزمايشگاهي بدست آمده در مقايسه با نتايج عددي، جواب قابل قبول و مطلوبي داشته است. نتايج نشان داد كه استفاده از پره با درصد حجمي 3 / 2 % در محفظه كروي، زمان ذوب و انجماد مادهي تغيير فازدهنده كه در اين آزمايش پارافين ميباشد را به ترتيب حدود 35 % و 30 % نسبت به حالت بدون پره كاهش مي دهد. واضح است اگر درصد حجمي پره زياد شود زمان ذوب و انجماد بازهم كاهش خواهد يافت، اما با افزايش درصد حجمي پره، حجم مواد تغيير فاز دهنده كاهش مييابد و در نتيجه باعث كاهش ظرفيت ذخيره سازي ميشود. هدف سيستم ذخيره انرژي حرارتي، عملكرد سريع تر با ظرفيت ذخيره سازي بيشتر است، پس انتخاب پره بهينه با درصد حجمي مناسب، بسيار مهم و پر اهميت است.

210455

تبديل انرژي

مهندسي مكانيك

دانشگاه صنعتي اصفهان

محمدرضا سليم پور

محمد رضا توكلي نژاد، سعيد مرتضوي راوري

علي اكبر عالم رجبي