شبیه سازی رفتار ذوب و انجماد ماده تغییر فاز دهنده بمنظور ذخیره سازی انرژی گرمایی

یکی از روش های نوین و کارآمد در ذخیره سازی انرژی حرارتی به فرم مناسب استفاده از مواد تغییر فاز دهنده است. این مواد انرژی را به صورت گرمای نهان ذوب ذخیره می کنند. به دلیل نقش فرآیندهای ذوب و انجماد در سیستم های ذخیره کننده انرژی حرارتی، بررسی و شناسایی رفتار مواد تغییر فاز دهنده در حین فرآیند ذوب و انجماد حائز اهمیت است. در این پژوهش فرآیند تغییر فاز در یک ماده تغییر فاز دهنده خاص با ترکیب یوتکتیک از دو نمک معدنی (منیزیوم نیترات شش آبه و آمونیوم نیترات) با شبیه سازی عددی مورد مطالعه قرار گرفت. شبیه سازی عددی با در نظر گرفتن معادلات حاکم بر رفتار تغییر فاز ماده و با در نظر گرفتن شرایط اولیه و مرزی مناسب به روش حجم محدود با استفاده از نرم افزار فلوئنت انجام شده که نتایج به دست آمده تطابق قابل قبولی با داده های آزمایشگاهی داشت. در این مطالعه شکل هندسی محفظه نگهدارنده مواد، کروی بود که دیواره بیرونی آن در دمای ثابت قرار داشت. مهمترین نکته ای که در فرآیند انجماد مشاهده شد افت ناگهانی دما PCM در ابتدای فرآیند انجماد بوده است همچنین مهمترین نکته - ای که در فرآیند ذوب مشاهده شد ذوب بیشتر در ناحیه بالای کره نسبت به نواحی کناری و پایینی کره بود که به دلیل جابجایی طبیعی است. همچنین وجود همزمان لایه های سیال پایدار و ناپایدار حرارتی در نزدیکی محور تقارن مشاهده شد