بررسی تجربی و عددی تأثیر افزودن الیاف فلزی در بهبود انتقال حرارت هدایت مواد تغییر فاز دهنده

نویسندگان

1 گروه مهندسی مکانیک، دانشکده فنی مهندسی، دانشگاه رازی، کرمانشاه، ایران

2 گروه مهندسی مکانیک، دانشکده فنی مهندسی، دانشگاه رازی، کرمانشاه، ایران

doi
10.22060/mej.2025.24293.7855
چکیده

روش‌های متعددی برای ارتقاء ضریب انتقال حرارت هدایت مواد تغییر فاز دهنده پیشنهاد شده است. در این مقاله تأثیر استفاده از الیاف فلزی برای بهبود انتقال حرارت هدایت در مواد تغییر فاز دهنده به صورت تجربی و عددی بررسی شده است. در همین راستا، اثر جنس، قطر، طول و کسر حجمی الیاف فلزی در بهبود انتقال حرارت هدایت مواد تغییر فاز دهنده بررسی شده است. نتایج تجربی نشان داد که با افزودن کسر حجمی بسیار کمی الیاف فلزی (حدود دو درصد) می‌توان ضریب انتقال حرارت مواد تغییر فاز دهنده را تا 4 برابر بهبود بخشید. در دو نمونه‌ی آزمایشی یکسان، هنگامی که از الیاف مسی بجای الیاف استیل استفاده شود ضریب انتقال حرارت ماده تغییر فاز دهنده 55 درصد بهبود می‌یابد. نتایج شبیه‌سازی عددی نشان داد، با افزایش کسر حجمی الیاف از 2/35تا 3/9 درصد ضریب انتقال حرارت مؤثر بیش از 50 درصد افزایش خواهد یافت و هنگامی که زاویه‌ی مؤثر الیاف با راستای انتقال حرارت 15 درجه افزایش می‌یابد، ضریب انتقال حرارت مؤثر 31 درصد کاهش می‌یابد. در کار حاضر یک روش جدید برای مطالعه‌ی ریزساختار ترکیبات دوفاز فیبری و تعیین ضریب انتقال حرارت مؤثر آن‌ها ارائه شده است.