خنک کاری مجموعه باتری های لیتیوم-یون بااستفاده از نانوسیال توسط چاه حرارتی

در پژوهش حاضر خنک­کاری مجموعه­ای از باتری های لیتیوم- یون (انباره)، توسط چاه حرارتی (heat sink) میکروکانالی دارای میکرولوله­های موجی شکل به همراه نانوسیال نقره- (آب- اتیلن گلیکول۵۰%) بررسی شده است. برای حل معادلات و کوپل میدان سرعت و فشار، از نرم­افزار انسیس- فلوئنت و روش سیمپل (Simple) استفاده شده است. نتایج نشان می دهد، این سیستم می­تواند دمای انباره لیتیوم- یون را بین ۲۹۵ تا ۳۰۵ درجه کلوین حفظ کند و در تمام غلظت­های مطالعه شده، ماکزیمم اختلاف دمایی در سطح انباره، به ترتیب ۵ و ۷ درجه کلوین است. هم چنین مشخص شد که افزایش غلظت نانوسیال دمای یکنواخت­تری را برای انباره فراهم می­آورد و در رینولدزهای بالاتر، اگرچه توزیع دما یکنواخت­تر است اما افزایش غلظت نانوسیال اثر محسوسی ندارد، مثلا در ۳۰۰Re = با افزایش غلظت از صفر تا ۱%، بهبود یکنواختی دمای سطح ۵/۴% است. از طرفی افزایش عدد رینولدز بر قدرت پمپاژ سیال خنک­کننده تاثیر منفی دارد. هم چنین نرخ تولید آنتروپی حرارتی و اصطکاکی با افزایش کسر حجمی نانوذرات کاهش می یابد به طوری که در غلظت ۱% میزان کاهش آنتروپی اصطکاکی نسبت به سیال خالص برابر ۹% است.

Keywords:

خنک کاری , باتری های لیتیوم- یون , چاه حرارتی , موجی شکل , میکروکانال , میکرولوله , نانوسیال