بررسی عددی مساله انتقال گرما همراه با تغییر فاز در یک مخزن ذخیره انرژی گرمایی استوانه ای پره دار

در سال های اخیر، استفاده از واحدهای ذخیره انرژی گرمایی حاوی مواد ذخیره گرمای نهان به دلیل ظرفیت ذخیره/ رهاسازی انرژی بیشتر، موضوع مطالعه بسیاری از تحقیقات در زمینه ی مدیریت عرضه انرژ بوده است. در این پژوهش، عملکرد سیستم ذخیره انرژی گرمایی استوانه ای پره دار دوبعدی در مختصات قطبی، تحت شرایط مرزی مختلف (دما ثابت، شار ثابت و همرفت با ضریب انتقال حرارت ثابت) به صورت عددی بررسی شده است. کانتورهای دما و جبهه انجماد در گذر زمان ترسیم گردیده است و مقادیر زمان انجماد برای مقدار معینی از ماده تغییر فاز دهنده محاسبه گردیده است. نتایج نشان داد که در مخزن ذخیره سازی با نسبت ظرافت 1، در حالت دما ثابت، نفوذ جبهه انجماد هم در جهت شعاعی و هم در جهت طولی صورت گرفته و مقاومت گرمایی در پره مشاهده نشده است. در حالت شار ثابت و همرفت به ضریب انتقال حرارت ثابت، نفوذ جبهه انجماد در جهت شعاعی با شدت بیشتری بوده و عملیات انجماد در کل با تاخیر انجام گرفته و مقاومت گرمایی در پره مشاهده شده است. همچنین زمان انجماد در حالت دما ثابت 130 ثانیه بوده و نسبت به بقیه حالت های شار ثابت و همرفت با ضریب انتقال حرارت ثابت، (287 ثانیه و 366 ثانیه به ترتیب) سریع تر صورت گرفته است.

کلیدواژه ها:

مخزن انرژی گرمایی ، ماده تغییر فاز دهنده ، مخزن پوسته- استوانه ای پره دار ، جبهه انجماد