بررسی و مطالعه عددی اثرات تقویت جابجایی آزاد بر روی فرآیند ذوب مواد تغییر فاز دهنده با استفاده از سیستمهای ذخیره انرژی گرمای نهان در حال چرخش
نام عام مواد
[پایاننامه]
عنوان اصلي به زبان ديگر
Numerical investigation of natural convection enhancement effects on the melting process of phase change materials using a rotating latent heat thermal energy storage system
نام نخستين پديدآور
/علیرضا جابری خسروشاهی
وضعیت نشر و پخش و غیره
نام ناشر، پخش کننده و غيره
: مهندسی مکانیک
تاریخ نشرو بخش و غیره
، ۱۴۰۰
مشخصات ظاهری
نام خاص و کميت اثر
۱۱۲ص.
ساير جزييات
:
يادداشت کلی
متن يادداشت
زبان: فارسی
متن يادداشت
زبان چکیده: فارسی
یادداشتهای مربوط به نشر، بخش و غیره
متن يادداشت
چاپی - الکترونیکی
یادداشتهای مربوط به مشخصات ظاهری اثر
متن يادداشت
مصور، جدول، نمودار
یادداشتهای مربوط به پایان نامه ها
جزئيات پايان نامه و نوع درجه آن
دکتری
نظم درجات
مهندسی مکانیک- تبدیل انرژی
زمان اعطا مدرک
۱۴۰۰/۰۷/۰۱
کسي که مدرک را اعطا کرده
صنعتی سهند
یادداشتهای مربوط به خلاصه یا چکیده
متن يادداشت
ذخیره انرژی خورشیدی یکی از مطلوبترین روشها برای مقابله با کمبود انرژی و آلودگی محیط زیست است .سیستمهای ذخیره انرژی گرمای نهان با بکارگیری مواد تغییر فاز دهنده از مهمترین روشها برای ذخیره انرژی خورشیدی دردسترس میباشند .در این سیستمها به دلیل پایین بودن رسانندگی مواد تغییر فاز دهنده، استفاده از تکنیکهای افزایش انتقال حرارت( فعال و غیرفعال) امری ضروری به نظر میرسد .در این رساله، مبدل حرارتی دو لولهای افقی حاوی ماده تغییر فاز دهندهRT ۸۲ بهعنوان مخزن ذخیره انرژی گرمای نهان در نظر گرفته شده است .در این راستا دو هدف تعیین شده است .هدف اول معرفی یک تکنیک افزایش انتقال حرارت فعال جدید با دوران مخزن ذخیرهسازی بدون پره و هدف دوم استفاده همزمان از تکنیکهای فعال و غیرفعال با دوران و تعبیه پره داخل مخزن ذخیرهسازی برای تسریع فرآیند ذوب ماده تغییر فاز دهنده میباشد .برای دوران مخزن از دو روش دوران با سرعت ثابت و دوران بهصورت پله به پله با دو الگوی دورانی مختلف( یک جهته و دو جهته) استفاده شده است .همچنین برای تعبیه پره درون مخزن، از پره با مقیاس کامل استفاده شده است .برای شبیهسازی فرآیند ذوب ماده تغییر فاز دهنده درون مخزن ذخیرهسازی طبق روش آنتالپی- تخلخل، یک مدل دو بعدی در نرم افزار انسیس فلوئنت در نظر گرفته شده و برای اعمال دوران مخزن توسعه داده شده است .در روش دوران با سرعت ثابت، نه سرعت دورانی مختلف و در روش دوران پله به پله، هفت حالت اصلی مختلف در نظر گرفته شده و حالتهای بهینه برای هر یک معرفی شده است .نتایج نشان میدهد که دوران مخزن با سرعت ثابت تاثیر کمی در تسریع فرآیند ذوب ماده تغییر فاز دهنده دارد ولی با دوران مخزن بدون پره و مخزن پرهدار بهصورت پله به پله میتوان زمان ذوب کامل ماده تغییر فاز دهنده را بهترتیب ۱۵/۵ و ۱۸/۵ نسبت به مخزن ثابت کاهش داد .همچنین با تعبیه پره در مخزن ثابت و مخزن در حال دوران بهصورت پله به پله، کاهش زمان ذوب کامل ماده تغییر فاز دهنده بهترتیب به میزان ۶۶ و۷۰ نسبت به مخزن بدون پره قابل دستیابی میباشد .در نهایت، نتایج نشان میدهد که استفاده همزمان از دوران مخزن و تعبیه پرههای طولی کامل درون مخزن میتواند زمان ذوب کامل ماده تغییر فاز دهنده را ۷۲ کاهش دهد .این حالت مربوط به حالت بهینه با چهار پره و دو پله توقف در روش دوران پله به پله بر اساس الگوی دورانی دو جهته حاصل میشود.
متن يادداشت
Solar energy storage is one of the most desirable solutions for energy deficiency and environmental pollution. Latent Heat Thermal Energy Storage is one of the most significant ways to mitigate solar energy intermittency using Phase Change Material. Due to the low thermal conductivity of the PCMs, the application of heat transfer enhancement techniques (active and passive) is necessary. In this thesis, a horizontal double-pipe heat exchanger in which the annulus is filled with RT82 Phase Change Material is considered as a Latent Heat Thermal Energy Storage. In this regard, two main aims have been designated. The first aim is introducing a novel active heat transfer technique with rotating the finless storage and the second aim is simultaneously using the active and passive techniques with the rotating the storage and embedding the fins within the storage to accelerate the Phase Change Material melting process. Two methods are considered for rotations, including constant speed and step-by-step rotation based on two rotation patterns (one direction and two direction). Also, the Full-sale fin is used within the storage. The melting process of Phase Change Material is simulated numerically considering two-dimensional model in Ansys Fluent and to employ the storage rotation, a User-Defined Function is developed. In the constant speed rotation, nine different rotational speeds and in the step-by-step rotation, seven main cases have been defined, and finally, an optimal case with the least complete melting time has been introduced. The results show that rotating the storage with constant rotational speed has a slight positive effect on complete melting process time, however, 15.5 and 18.5 reduction in charging time can be achieved compared to the fixed mode by applying step-by-step rotation in finless and finned storage, respectively. Also, 66 and 70 reduction in melting time can be achieved by embedding the full-scale fins in fixed storage and roating storage, respectively. Finally, it is observed that simultaneous use of storage rotation and embedded longitudinal full-scale fins can achieve a 72 reduction in complete melting time, which is related to the optimal case with four fins and two vertical stop steps in step-by-step rotation method based on two directions pattern.
خط فهرستنویسی و خط اصلی شناسه
ba
عنوان اصلی به زبان دیگر
عنوان اصلي به زبان ديگر
Numerical investigation of natural convection enhancement effects on the melting process of phase change materials using a rotating latent heat thermal energy storage system
موضوع (اسم عام یاعبارت اسمی عام)
موضوع مستند نشده
سیستم ذخیره انرژی گرمای نهان
موضوع مستند نشده
فرآیند ذوب ماده تغییر فاز دهنده
موضوع مستند نشده
تکنیکهای افزایش انتقال حرارت
موضوع مستند نشده
دوران مخزن
موضوع مستند نشده
پره
اصطلاحهای موضوعی کنترل نشده
اصطلاح موضوعی
Latent heat thermal energy storage, PCM Melting process, Heat transfer enhancement techniques, Storage rotation, Fin
اصطلاح موضوعی
سیستم ذخیره انرژی گرمای نهان، فرآیند ذوب ماده تغییر فاز دهنده، تکنیکهای افزایش انتقال حرارت، دوران مخزن، پره
نام شخص به منزله سر شناسه - (مسئولیت معنوی درجه اول )