استفاده از سطوح گسترده جهت بهبود عملکرد خنک کاری باتری لیتیم- یون توسط مواد با قابلیت تغییر فاز
چکیده
یکی از روش های موجود برای خنک کاری در سیستم های مهندسی، استفاده از مواد با قابلیت تغییر فاز در محدوده ی دمایی مناسب جهت خنک کاری قطعه ی مورد نظر است. این مواد که به pcm معروفند، موادی هستند با گرمای نهان بالا که معمولا برای جذب انرژی فراوان در درجه حرارت ثابت مورد استفاده قرار می گیرند و در ضمن جذب انرژی تغییر فاز می دهند. به همین منظور در این مطالعه به بررسی خنک کاری غیرفعالی که از pcm به منظور خنک کاری باتری لیتیم –یون استفاده می کند پرداخته خواهد شد. نکته مثبت تمام pcm ها بالا بودن گرمای ویژه و گرمای نهان آنهاست. ولی پایین بودن ضریب انتقال حرارت هدایتی ضعف تقریبا تمام pcm هاست. پایین بودن ضریب هدایت pcm ها باعث افزایش زمان پاسخ می شود. به منظور غلبه بر کوچک بودن ضریب هدایت حرارتی در این پژوهش، از فین استفاده شده است، همچنین نحوه مناسب چیدمان فین ها را نیز مورد بررسی قرار داده ایم. شبیه سازی عددی مسئله با استفاده از نرم افزار ansys – fluent و با استفاده از حل کننده ی solidification & melting به صورت تقارن محوری انجام شد. نتایج حاصل از مقایسه ی خنک کاری هوایی و خنک کاری با استفاده از مواد با قابلیت تغییر فاز حاکی از بهبود عملکرد خنک کاری باتری با استفاده از مواد با قابلیت تغییر فاز برای بازه ی زمانی خاصی که این مواد به صورت کامل ذوب نشده است، می باشد. از طرفی تغییر ضریب انتقال حرارت جابجایی آزاد اطراف باتری تاثیری در بهبود عملکرد خنک کاری باتری با استفاده از مواد با قابلیت تغییر فاز ندارد. همچنین استفاده از فین باعث بهبود عملکرد خنک کاری باتری نسبت به حالتی که از فین استفاده نمی شود گردیده و هرچه ارتفاع فین افزایش پیدا می کند، عملکرد خنک کاری باتری با استفاده از مواد با قابلیت تغییر فاز بهبود می یابد.