فرایندذوب‌درمحفظه‌ذخیره‌سازی سه‌لوله‌ای: چیدمان مواد تغییر فازدهنده ‌نیوتنی‌ و غیرنیوتنی

Abstract

در این‌ مقاله ‌یک ‌مطالعه عددی در مورد بررسی انتقال حرارت و فرایند ذوب ماده تغییر فاز دهنده در یک محفظه ذخیره سازی سه لوله‌ای فین دار به صورت دو بعدی ارائه شده است. اثر چیدمان ‌مواد تغییر فاز دهنده به صورت سیال‌های نیوتنی و غیرنیوتنی ‌بر ‌روند ذوب ‌بررسی ‌شده‌ است. از مدل ‌غیرنیوتنی ‌توانی برای ‌شبیه سازی سیال غیرنیوتنی و از روش‌ آنتالپی-تخلخل بر پایه روش حجم محدود برای شبیه‌سازی ‌فرایند ذوب ‌استفاده ‌شده‌ است. نتایج نشان‌ می‌دهد که ‌فرایند ذوب ‌برای ‌زمانی ‌که ‌در هر دو بخش ‌داخلی ‌و خارجی ‌محفظه از سیال غیرنیوتنی احاطه شده است، نسبت به‌ زمانی ‌که ‌هر دو بخش ‌از سیال ‌نیوتنی ‌پر شده ‌است، ‌به‌ مقدار03/3درصد بیشتر می‌باشد. برای بررسی اثر چیدمان سیال نیوتنی و غیرنیوتنی در بخش داخلی و خارجی محفظه دو چیدمان مختلف در نظر گرفته شده است: سیال نیوتنی-غیرنیوتنی و سیال غیرنیوتنی-نیوتنی. نتایج بیانگر آن است که هنگامی که از آرایش سیال نیوتنی- غیرنیوتنی استفاده می‌شود فرایند ذوب نسبت به آرایش سیال غیرنیوتنی- نیوتنی سریعتر است. به طور میانگین در هر زمان، مقدار میانگین کسر ذوب در حالت سیال نیوتنی- غیرنیوتنی در حدود 32/10 درصد بیشتر از حالت دیگر است. ‌با افزایش ‌پارامتر شاخص ‌سازگاری‌ ‌و کاهش ‌شاخص توانی ‌سیال‌ غیرنیوتنی‌ مقدار کسر ذوب‌ کاهش ‌یافته ‌است. همچنین مشاهده می‌شود تغییرات عدد ناسلت نیز مشابه تغییرات کسر ذوب است.