بررسی عددی فرآیند انتقال حرارت در مبدل پوسته – لوله حاوی ماده تغییر فازدهنده با تغییر جنس ماده و فرض محیط متخلخل

زندگی روزمره مردم جهان منوط به تولید و مصرف انرژی میباشد و لذا عرضه و تقاضای آن در جوامع بشری دائماً رو به افزایش است. یکی از روشهای نوین در زمینه ذخیره سازی انرژی حرارتی استفاده از مواد تغییر فاز دهنده میباشد. مواد تغییر فاز دهنده از جمله منابع جدید انرژی هستند که به دلیل دارا بودن خواص مناسبی مانند گرمای نهان بالا در برخی فرآیندهای حرارتی استفاده میشوند. یکی از انواع سیستم های ذخیره گرمای نهان مبدل پوسته - لوله است که استفاده ازمواد تغییر فاز دهنده در آن سبب بهبود کارایی سیستم می گردد. در این مقاله مبدل پوسته - لوله حاوی ماده تغییر فاز دهنده با فرض محیط متخلخل شبیه سازی شده است. ماده تغییر فاز دهنده در فضای بین پوسته و لوله قرار گرفته است. پدیده تغییر فاز جامد - مایع بوسیله تئوری آنتالپی تخلخل حل شده و تحلیل با استفاده از دینامیک سیالات محاسباتی صورت گرفتهاست. به دلیل تفاوتهای عمده در مشخصههای ترموفیزیکی مبدل پوسته– لوله و ماده تغییر فاز دهنده از فرض عدمتعادل گرمایی محلی استفاده شدهاست. اعتبارسنجی با یک نمونه آزمایشگاهی فوم فلزی حاوی ماده تغییر فاز دهنده صورت گرفته است. اثر تغییر جنس ماده تغییر فاز دهنده بر انتقال حرارت مبدل بررسی شدهاست. نتایج حاصل از حل عددی بهدست آمده نشان میدهد که مبدل حاوی ماده تغییر فازدهنده با ضریب گرمای ویژه بالاتر سبب کاهش لختی حرارتی در سیستمهای ذخیرهسازی گرمای نهان میگردد.

Keywords:

ضریب گرمای ویژه , مبدل پوسته- لوله , محیط متخلخل , مواد تغییر فاز دهنده