شبیه‌سازی فرایندهای انجماد و ذوب برای کاربرد در سیستم‌های ذخیره انرژی نهان

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری، گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه ارومیه

2 استاد، گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه ارومیه، ارومیه، ایران

3 استاد، گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه ارومیه، ارومیه، ایران

doi
10.22034/jmeut.2024.62037.3425
چکیده

در مقاله حاضر فرایندهای ذوب و انجماد PCM در یک مخزن مستطیلی پره‌دار در حضور همرفت طبیعی و به همراه شرایط مرزی زمان‌مند، مورد مطالعه قرار می‌گیرد. بدین منظور دو مدل عددی بر اساس روش‌های آنتالپی و ردگیری جبهه و در قالب روش بولتزمن شبکه‌ای جهت شبیه‌سازی فرایند تغییر فاز توسعه داده می‌شود. به منظور تجزیه و تحلیل اطلاعات از نرم افزار Fluent استفاده می‌شود. نتایج پژوهش نشان می‌دهد که تغییر شکل هندسی ایجاد شده در مبادله‌کن‌دو‌لوله‌ای ساده تأثیر مثبت نداشته و نمی‌تواند  مشکل ذوب نشدن پارافین‌های جامد باقی مانده در نیمه‌پایینی فضای حلقوی، پس از اتمام فرآیند ذوب را حل کند. در دمای  ٩/٦٩ ذخیره سازی انرژی با شدت مناسبی انجام می شود اما بعد از این زمان شیب نمودارهای مربوط به ذخیره سازی انرژی گرمایی و کسر پارافین ذوب شده کم می شود. پس زمان ٦٠ دقیقه برای عدد رایلی 10٦×٠٩/١زمانی خاص است در این مطالعه به این زمان خاص زمان آستانه گفته می‌شود در صورتی که برای اعداد رایلی ١06 ×٦٧/١ زمان آستانه 50 دقیقه می باشد.