بررسي عددي تاثير ميزان سيال واسط بر فرآيند ذوب ماده تغيير فاز دهنده در سيستم ذخيره سازي انرژي حرارتي كروي

در اين مقاله به بررسي عددي رفتار ذوب ماده تغيير‏فاز‏دهنده در يك مخزن كروي شكل در حالت دو بعدي پرداخته شده است. آب به عنوان سيال انتقال دهنده حرارت در نظر گرفته شده و از n-octadecane به عنوان ماده تغيير فاز دهنده استفاده شده است. شبيه¬سازي عددي پديده تغيير فاز در طول فرآيند ذوب به كمك روش آنتالپي متخلخل و با استفاده از كد تجاري Ansys Fluent (نرم¬افزار فلوئنت)صورت گرفته است. در فرآيند ذوب ماده تغيير فاز دهنده، مكانيزم‏هاي انتقال حرارت از سيال گرم به ماده تغيير فاز دهنده به كمك هدايت و جابه‏جايي مي‏باشند كه سهم هر كدام در طول فرآيند تغيير فاز تغيير مي‏كند. در ابتداي فرآيند، در ناحيه جامد مكانيزم غالب انتقال حرارت، هدايت حرارتي مي¬باشد كه اين ناحيه به واسطه اين مكانيزم گرما را از سيال گرم دريافت كرده و سبب ازدياد دماي ماده تغيير فاز دهنده مي‏گردد. با بكارگيري سيال واسط بين ناحيه گرم و ماده تغيير فاز دهنده مي¬توان هدايت حرارتي سيستم را افزايش داد. در سيستم ذخيره حرارت مورد نظر، قسمتي از مخزن كروي از PCM و قسمت ديگر آن با آب پر شده است. در بررسي¬هاي انجام شده، 25، 50، 75 و 100 درصد حجمي مخزن از PCM پر شده است و مابقي حجم مخزن آب مي¬باشد. نتايج نشان مي¬دهد كه انرژي ذخيره شده در مخزن با 50% حجمي PCM بيشتر از حالت¬هاي ديگر مي¬باشد.