شبیه سازی تجربی انتقال حرارت در مبدل حرارتی فین و لوله‌ای با بکارگیری نانو ذرات در مواد تغییر فازدهنده
چکیده
در این رساله ذخیره سازی انرژی حرارتی به کمک ماده تغییر فاز دهنده مبدل حرارتی فین و لوله‌ای مورد بررسی قرار گرفته شده است. اثر حضور فین، گام فین، پهنای فین و همچنین تاثیر تعداد ردیف لولهها بر انتقال حرارت در فرآیندهای شارژ و دشارژ بصورت تجربی مورد مطالعه قرار گرفته است. همچنین با بکارگیری nepcm اثرات حضور نانو ذره و درصد جرمی آن بر ماده تغییرفاز دهنده بررسی شده است. به منظور بررسی اثر سطوح گسترش یافته از فینهای آلومینیومی با پهنای 35 و 75 میلیمتری به ازای گامهای 5، 10 و 15 میلیمتری استفاده شده است. به منظور مطالعه افزایش طول مسیر لوله حامل سیال به مقایسه مبدل حرارتی تک ردیفه و دو ردیفه نیز پرداخته شده است. در ادامه برای بررسی حضور نانو مواد از نانو مس در درصدهای جرمی 2 و 4 درصد استفاده شده است. نتایج نشان داده است که در مبدل حرارتی لوله مارپیچ ساده تنها با تغییر رژیم جریان از آرام به درهم کاهش زمان ذوب مشاهده شده است. این اثر با اضافه کردن فین به مبدل حرارتی لوله مارپیچ ساده چشمگیرتر بوده است. همچنین با افزایش تعداد ردیف لوله از یک به دو کاهش زمان انجماد شدیدتر از زمان ذوب بوده است. بعلت حضور موثرتر تعداد ردیف لوله و سطوح گسترش یافته، حضور نانو ذره در مبدل حرارتی فین و لوله‌ای دو ردیفه تاثیر ناچیزی بر زمان ذوب و زمان انجماد داشته است. همچنین در فرآیند شارژ و دشارژ در تمامی دبیها و دماهای ورودی حضور فین موثرتر از کاهش گام فین بر روی انرژی کل و متوسط توان گرفته شده و داده شده توسط pcm بوده است. از طرفی در فرآیندهای شارژ و دشارژ در تمامی دبیها و دماهای ورودی سیال افزودن تعداد ردیف لوله از یک به دو موثرتر از کاهش گام فین بر روی انرژی کل گرفته شده و داده شده توسط pcm بوده است.