پديد آورندگان :
ملكي پور، محسن دانشگاه كاشان - دانشكده مهندسي مكانيك، كاشان، ايران , سبزپوشاني، مجيد دانشگاه كاشان - دانشكده مهندسي مكانيك، كاشان، ايران , هوشفر، احسان دانشگاه تهران - دانشكده مهندسي مكانيك، تهران، ايران
كليدواژه :
انتقال حرارت , نانو پارافين , باتري‌هاي ليتيوم - يوني , روش تجربي
چكيده فارسي :
افزايش دماي باتري‌هاي ليتيوم-يون به عنوان يك چالش شناخته‌شده‌است. در اين تحقيق، با تكميل سيستم مديريت حرارتي تركيبي، تاثير اضافه‌نمودن ذرات نانوتيتانيا به ماده تغييرفازدهنده پارافين روي عملكرد خنك‌كاري باتري در دو حالت توان حرارتي ثابت 5/4 و 14 وات بررسي شده‌است. سيستم تركيبي شامل نانوپارافين و فوم فلزي به همراه دو نوع سيال عامل آب و هوا است. براي سيال عامل هوا، در حالتهاي پارافين خالص و نانوپارافين با چهار درصدحجمي نانوذرات 1، 2، 3 و 4، دماي باتري به ترتيب برابر °C56/2 ، °C51/8 ، °C50/7، °C49/3 و °C48 بدست‌آمده‌است. از بين موارد بررسي‌شده، حالت نانوپارافين 4 درصد حجمي بيشترين كاهش دماي باتري داشته كه نسبت به حالت پارافين خالص، حدودا 17% است. در سيستم با سيال عامل آب و در عدد رينولدزهاي 420، 600 و 720، با استفاده از فوم مسي و نانوپارافين، باتري به دماي پايدار به ترتيب °C 48؛ °C 46 و °C 44 رسيده كه در مقايسه با حالت پارافين خالص، باعث كاهش دما به مقدار 11%، 12% و 12/5% شده‌است. لذا با توجه به كم‌بودن ضريب هدايت حرارتي پارافين، افزودن نانوذرات باعث افزايش نرخ انتقال حرارت شده و گزينه مناسبي براي سيستم تركيبي مي‌باشد.
چكيده لاتين :
Increasing lithium-ion batteries temperature is known as a challenge. In this research, by completing a hybrid heat management system, the effect of adding Nano-titanium oxide particles to paraffin phase change material was investigated on the cooling performance of battery in two constant heat flux, 4.5 and 14 Watts. The hybrid system consists of nano-paraffin and copper metal foam with two working fluids as air and water. For air as working fluid, battery temperature in pure paraffin and nano-paraffins 1, 2, 3 and 4% became 56.2°C, 51.8°C, 50.7°C, 49.3°C and 48°C, respectively. From investigated cases, nano-paraffin 4% had the most decreasing temperature comparing to pure paraffin which was about 17%. Hybrid system with copper foam, nano-paraffin and working fluid as pure water tested in Reynolds numbers 420, 600 and 720. It is shown that the battery temperature reached stable temperatures of 48°C, 46°C and 44°C respectively, which comparing to the pure paraffin case, temperatures reduced by 11%, 12% and 12.5% respectively. Therefore, due to the low thermal conductivity of paraffin, the addition of nanoparticles to phase change materials is beneficial.
