مطالعه عددی نقش زاویه شیب نانوذرات تغییرفازدهنده بهبودیافته در تعدیل ناپایداری های جریان طبیعی در طول فرآیند تغییر فاز در یک حفره متخلخل

در این مطالعه، نقش زاویه شیب نانوذرات تغییرفازدهنده بهبودیافته مبتنی بر نانوذرات CuO و روغن نارگیل در تعدیل ناپایداری های جریان طبیعی در طول فرآیند انجماد در یک حفره متخلخل، به صورت عددی بررسی شده است. از شبیه سازی های دینامیک سیالات محاسباتی (CFD) و رویکرد میانگین گیری حجمی برای مدل سازی انتقال حرارت و جریان همرفت طبیعی در محیط متخلخل استفاده شد. مدل حاضر با مقایسه با نتایج مطالعات معتبر پیشین اعتبارسنجی گردید. نتایج نشان داد که زاویه شیب محفظه تاثیر قابل ملاحظه ای بر پایداری جریان و نرخ انجماد دارد. به طور خاص، کمترین زمان انجماد کامل (۵۶۵ ثانیه) در زاویه ۳۰ درجه و بیشترین زمان (۹۴۵ ثانیه) در زاویه ۹۰ درجه مشاهده شد. تحلیل کانتورهای دما و الگوهای جریان نشان می دهد که در زاویه ۳۰ درجه، هم راستایی مناسب نیروی جاذبه با گرادیان دما، همرفت را تقویت و انتقال حرارت را تسریع می کند. در مقابل، در زاویه ۹۰ درجه، تشکیل نواحی راکد به دلیل تضعیف همرفت، فرآیند انجماد را به طور محسوسی کند می نماید. این یافته ها بر اهمیت بهینه سازی هندسه و جهت گیری در طراحی سیستم های کارآمد ذخیره سازی انرژی حرارتی مبتنی بر مواد تغییر فاز تاکید می کنند.

Keywords:

نانوذرات تغییرفازدهنده , جریان طبیعی , ناپایداری های همرفتی , محیط متخلخل , زاویه شیب , شبیه سازی عددی