بررسی عددی رفتار انجماد درون مبدل حرارتی سه لوله‌ای حاوی مواد تغییر فاز دهنده با استفاده از فین

Abstract

در این مقاله به بررسی عددی رفتار انجماد ماده تغییر فاز دهنده در یک مبدل حرارتی سه لوله‌ای دو بعدی پرداخته شده است. فضای بین پوسته و لوله‌ها با RT82 به عنوان ماده تغییر فاز دهنده پر شده است و آب به عنوان سیال گرم در لوله‌ی داخلی و خارجی جریان دارد. هدف اصلی در این مطالعه بررسی تاثیر چیدمان‌های فین و افزودن نانو ذره CuO با درصد وزنی مختلف روی فرآیند انجماد ماده تغییر فاز دهنده است. همچنین مقایسه‌ای بین مبدل حرارتی سه لوله‌ای با فین و نانو ذره و مبدل حرارتی بدون فین و بدون نانو ذره، صورت پذیرفته است. در ادامه برای بررسی اثر تغییرات دمای سیال ورودی به عنوان پارامتر جریانی، مقایسه‌ای بین مبدل‌ در دمای مختلف صورت گرفته است. همچنین مقدار انرژی ذخیره شده مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج نشان دهنده این واقعیت است با افزودن نانو ذره زمان انجماد برای تمامی مبدل‌های بررسی شده با فین نسبت به مبدل بدون فین کاهش یافته است. همچنین نتایج نشان می‌دهد، کاهش زمان انجماد نسبت به حالت بدون فین برای چیدمان‌های لوله داخلی(Case B)، خارجی(Case C)، هر دو لوله جانبی (Case D)، هر دو لوله جانبی (Case E) به ترتیب، %40، %57، 58% و %56 می‌باشد. همچنین با تغییر دمای سیال از 65 به 60 و 55 درجه سانتی‌گراد به ترتیب زمان انجماد تا %21 و %34 کاهش یافته است.