بررسی عددی اثر افزودن نانو ذرات بر کارایی گرمایی مواد تغییر فاز

در این پژوهش بمنظور مطالعه حرارتی مواد مختلف، اثر افزودن نانو ذرات مختلف به مواد تغییر فاز بر سرعت انتقال حرارت در فرآیندهای ذوب و انجماد این مواد، بصورت عددی مورد بررسی قرار گرفته است. در کار حاضر از نانو لوله ی کربنی و اکسید آلومینیوم به عنوان نانو ذره ی بهبود دهنده، همچنین از پارافین و ترکیبی ازنمک های هیدراته بعنوان ماده تغییر فاز دهنده استفاده شده است. از روش تفاضل محدود براساس روش انتالپی برای مسئله تغییر فاز بمنظور حل عددی استفاده شده است. نتایج شبیه سازی حاکی از افزایش سرعت انتقال حرارت بواسطه ی افزودن نانو ذرات به ماده تغییر فاز است. برای هر دو ماده ی تغییر فاز که در کار حاضر موردبررسی قرار گرفت، نتایج نشان دهنده ی کارایی بیشتر نانو لوله ی کربنی نسبت به اکسید آلومینیوم جهت افزایش سرعت انتقال حرارت می باشد. بیشترین میزان افزایش نسبت به حالت پایه در سرعت انجام فرآیندها مربوط افزودن نانولوله ی کربنی به پارافین است، که طبق شبیه سازی انجام شده حدود 30 % می باشد. کمترین مقدار افزایش مربوط به حالتی است که از اکسید آلومینیوم در ترکیب نمک های هیدراته حدود4/5% است ازنتایج این کار می توان برای تعیین سرعت مورد نیاز انتقال حرارت جهت ذخیره سازی و آزاد سازی انرژی استفاده کرد

Keywords:

ذخیره انرژی , مواد تغییر فاز , نانوذرات , نانو لوله کربنی , روش انتالپی , ذوب , انجماد