بررسي فرايند ذوب مواد تغيير فاز دهنده در مبدل پوسته و لوله مارپيچي

در اين مقاله به بررسي عددي رفتار ذوب ماده تغيير فاز دهنده در يك مبدل حرارتي سه لوله اي در حالت سه بعدي پرداخته شده است. آب به عنوان سيال انتقال دهنده حرارت در لوله داخلي جريان داشته و فضاي بين پوسته و لوله با RT50 به عنوان ماده تغيير فاز دهنده پر شده است و سطح بيروني مبدل عايق در نظر گرفته شده است. مدل سازي پديده تغيير فاز در طول فرايند ذوب به كمك روش آنتالپي متخلخل صورت گرفته است. هدف از اين مطالعه بررسي اثر افزايش دبي و دماي سيال انتقال دهنده حرارت بر زمان ذوب و رفتار ذوب ماده تغيير فاز دهتده ميباشد. در ابتداي فرايند ذوب، هدايت حرارتي مكانيزم غالب بوده و با گذشت زمان جابجايي طبيعي تبديل به مكانيزم اصلي انتقال حرارت تبديل ميگردد. نتايج نشان ميدهند كه با افزايش دماي سيال انتقال دهنده حرارت به علت افزايش گراديان دمايي بين ماده تغيير فاز دهنده و سيال گرم و تشكيل گردابه هاي بيشتر، زمان ذوب كاهش ميابد. همچنين افزايش دبي سيال گرم نيز سبب كاهش زمان ميشود اما تاثير آن نسبت به تغييرات دمايي كمتر است.افزايش دبي سيال ورودي هرچند باعث افزايش سرعت ذوب ميگردد اما با افزايش هرچه بيشتر آن تغييرات در نرخ ذوب چندان تاثير گذار نبوده و تنها بار اقتصادي بيشتري در پي دارد. با افزايش عدد رينولدز از 500 به 1000 و 1500 زمان ذوب به ترتيب 37.5 و 19.1 درصد كاهش يافته است.