مدلسازي فرآيند ذوب مواد تغيير فازدهنده در محيط هاي متخلخل غيرهمسانگرد

ذخيره انرژي گرمايي توسط جسم به صورت نهان به هنگام تغيير فاز جسم از حالت جامد به مايع يا مايع به گاز و يا جامد به جامد صورت مي گيرد. مواد تغيير فاز دهنده انرژي را به صورت گرماي نهان ذوب ذخيره مي كنند. استفاده از سيستم هاي ذخيره سازي با گرماي نهان با استفاده از مواد تغييرفازدهنده (PCMs) يك راه موثر براي ذخيره سازي انرژي حرارتي است و داراي مزيت هايي مانند چگالي بالاي ذخيره سازي انرژي و طبيعت دما ثابت در طي فرآيند ذخيره سازي مي باشند. از طرفي ديگر، امروزه مواد و ساختار متخلخل بخاطر در دسترس بودن آن ها بسيار حائز اهميت شده است. يك ساختار مناسب متخلخل با توجه به وجود يك شبكه بهم متصل از مواد، داراي رسانش حرارتي بالايي مي باشد كه مي تواند بر انتقال حرارت تاثير بگذارد. شكل و نحوه آرايش يك شبكه متخلخل نيز داراي اهميت زيادي است. همچنين مي تواند تاثير زيادي بر انتقال حرارت در فرآيند ذوب داشته باشد كه بايد در مدلسازي ها لحاظ شود. با توجه به اين كه توليد ساختارهاي غيرهمسانگرد در روش هاي نوين ساخت فوم هاي فلزي امكان پذير شده است، مدلسازي پديده ذوب و مطالعه رفتار حرارتي ساختارهاي متخلخل غيرهمسانگرد امري مهم و ضروري است. بنابراين در اين پژوهش مدلسازي فرآيند ذوب در محيط هاي متخلخل غيرهمسانگرد مورد بررسي قرار گرفت. معادلات حاكم با استناد به پارامترهايي همچون رايلي، استفان، پرانتل، دارسي به فرم بي بُعد خود منتقل شدند. به منظور مدلسازي فرآيند تغيير فاز از روش تعادل حرارتي استفاده شده است. سپس با استفاده از يك كد ديناميك سيالات با روش المان محدود تحت نرم افزار كامسول حل شده است .به عنوان هدف نهايي، اثر محيط هاي متخلخل غيرهمسانگرد بر فرآيند ذوب مواد تغيير فاز دهنده در محيط هاي متخلخل مورد بررسي قرار گرفت و نتايج نشان داد كه غير همسانگردي بر فرآيند ذوب تاثير گذار است و افزايش غيرهمسانگردي در جهت افقي براي هندسه اين مسئله باعث بهبود انتقال حرارت و فرآيند ذوب مي شود