اثر ضريب تخلخل و نانو ذرات مس بر ذوب سيكلو هگزان درمحفظه متخلخل

The effect of porosity and Cu-nanoparticles on melting of Cyclohexane in porous cavity

در اين مقاله ذوب نانو ماده تغيير فازدهنده سيكلو هگزان- مس در يك محفظه مربعي متخلخل ، به صورت عددي مورد بررسي قرار گرفته است. دماي اوليه نانو ماده Ti برابر با دماي ذوب آن، Tm ، است. ديواره هاي افقي اين محفظه عايق است. در شروع دماي ديوار عمودي سمت چپ به بالاتر از دماي ذوب نانو ماده تغيير مي يا بد. در معادلات بي بعد شده سه پارامتر مؤثر وجود خواهد داشت كه عبارتند از: φ, Raو ε. معادلات بي بعد حاكم بر اساس مدل دارسي به دست آمده اند و براي حل اين معادلات از روش حجم كنترل استفاده شده است. اثر تغيير پارامترهاي مذكور بر ميدان جريان و دما ، آهنگ انتقال گرما و مدت زمان لازم جهت ذوب كامل نانو ماده در شرايط مختلف بررسي شده است. نتايج نشان دهنده تاثير گذاري بالاي تغيير تخلخل محيط ، بر روند و مدت زمان ذوب در محفظه است. حال آنكه تاثير تغيير درصد حجمي نانو ذرات ، تنها ايجاد تاخير كوچكي در مدت زمان ذوب كامل نانو ماده بوده است. افزايش عدد رايلي باعث افزايش قدرت مكانيزم انتقال گرماي جابجايي در محفظه شده و به تبع آن سرعت ذوب در محفظه افزايش يافته و شكل خط ذوب از حالت خط راست موازي با وجوه عمودي محفظه به خط منحني شكل تبديل مي شود.

Melting of Cyclohexane-Cu nano-material in a porous square cavity is studied numerically in this paper. The initial temperature of the cavity is 􀜶􀭧 that is equal to melting temperature of nano-PCM (phase change material), 􀜶􀭫 , The horizontal walls are adiabatic. Suddenly the left wall's temperature changes to 􀜶􀭦 > 􀜶􀭫 . The effective parameters in this case are Ra, 􀟮 and ε which appear in the nondimensionalized equations. Nondimensionalized governing equations are obtained based on the Darcy model; a control volume approach is used for solving these equations. The effect of the variation of mentioned parameters (50 ≤ Ra ≤ 500, 0 ≤ 􀟮 ≤ 0.05 and 0.1 ≤ 􀟝 ≤ 0.6) is investigated on the heat transfer rate, fluid flow, isotherms and melting time of nano-PCM. The results show that changing any of the parameters will affect the increase or decrease of heat transfer rate and melting process time. For example variation of ε has considerable effect on melt fraction in cavity with time. The results show that melting of PCM is prolonged when nano-particles are added. The results show that, increasing the Ra number, enhanced the power of natural convection heat transfer and the rate of nano-PCM melting in the cavity and therefor deforms the melting line