بررسي اثر فين مارپيچ بر انتقال حرارت در مبدل حرارتي پوسته و لوله

پيشرفت‏هاي ناگهاني در صنعت در همه مناطق كره زمين باعث افزايش تقاضاي جهاني براي تامين انرژي شده است و همچنين استفاده از سوخت‏هاي فسيلي باعث توليد گازهاي مضر كه تاثيرات بدي روي آب و هوا و محيط زيست دارد، شده است. به همين دليل بشر تمايل به استفاده از انرژي‏هاي تجديد پذير پيدا كرده است. انرژي خورشيدي يكي از مهمترين منابع تجديد پذير محسوب مي‏شود و سيستم‏هاي ذخيره‏ساز انرژي گرماي نهان با استفاده از مواد تغيير ‏فاز ‏دهنده راه‏حلي مؤثر براي ذخيره انرژي گرمايي است. در پژوهش حاضر به بررسي سه بعدي فرآيند ذوب ماده تغيير فاز دهنده در يك مبدل حرارتي پوسته و لوله با هندسه‏اي جديدي از فين به منظور ذخيره‏سازي انرژي پرداخته شده است. شبيه‏سازي با نرم‏افزار انسيس فلوئنت انجام شده و RT50 به عنوان ماده تغيير فاز دهنده انتخاب شده است. نتايج نشان مي‏دهد در ابتداي فرآيند ذوب، مكانيزم غالب انتقال حرارت هدايت مي‏باشد. با ذوب قسمتي از ماده تغيير‏فازدهنده به علت اثر بويانسي جابه‏جايي طبيعي مكانيزم غالب انتقال حرارت مي‏شود و در نهايت نيز رسانش در ماده تغيير فاز دهنده مكانيزم غالب مي گردد. نتايج بدست آمده نشان مي‏دهد افزايش گام فين در مبدل هايي با ضخامت فين مشابه ،كاهش زمان ذوب كامل ماده تغيير فاز دهنده را به همراه خواهد داشت. همچنين در مبدل هايي با گام فين يكسان، با افزايش ضخامت فين، مدت زمان نهايي ذوب افزايش مي يابد.