بررسی عددی تاثیر هندسه و چیدمان لوله های مبرد بر روند افزایش تولید یخ در مخازن ذخیره سرما

در این مطالعه، شبیه سازی تولید یخ درون یک محفظه ی با لوله های حامل مبرد صورت گرفت. در این فرآیند از روش آنتالپی – تخلخل برای پیش بینی مرز مشترک مایع / جامد، استفاده شده که توانایی تشخیص محل انجماد در هر لحظه را دارد. معادلات ناویر – استوکس با استفاده از روش حجم محدود بهوسیلهی نرم افزار تجاری انسیس فلوینت 16 برای محاسبه متغیرها حل شده است. ضمن بررسی خواص فازهای مایع و جامد و تاثیر آنها بر فرایند انجماد، زمان انجماد و طول سرمایش لازم برای تولید یخ بر حسب فاکتورهای موثر مورد مطالعه قرار گرفته است. پارامترهای موثر شامل تغییر تعداد لولههای مبرد، چیدمان لوله ها و همچنین بررسی بهکارگیری فین با ابعاد مختلف در سطح لوله ها میباشد. به منظور بررسی صحت نتایج، فرایند انجماد در دیوارهی یک محفظهی بسته مورد بررسی قرار گرفت. با توجه به نتایج مشاهده شد، ارتفاع فین یک عامل بسیار موثر در تسریع سرعت انجماد میباشد. همچنین با افزایش تعداد لولهها با قطر کمتر بهدلیل توزیع یکنواخت آنها یخ با سرعت بیشتری تولید میشود. نهایت با تغییر چینش لولهها از حالت مستطیلی به مثلثی، با برهم خوردن تقارن و همچنین توزیع بهتر آنها در محفظه آب در مدت زمان کمتری به یخ تبدیل میشود.

Keywords:

گرمای نهان , دوفاز , درصد حجمی مایع , دمای انجماد , حجم محدود