عنوان

بررسی مسأله انتقال حرارت تغییر فاز در مخزن پرهدار حاوی ماده تغییر فاز دهنده با استفاده از روش تاو محاسباتی

شماره

‭۱۷۰۲۰پ‬

زبان متن نوشتاري يا گفتاري و مانند آن

per

عنوان اصلي

بررسی مسأله انتقال حرارت تغییر فاز در مخزن پرهدار حاوی ماده تغییر فاز دهنده با استفاده از روش تاو محاسباتی

نام نخستين پديدآور

/بهنام حیدری پارام

نام ناشر، پخش کننده و غيره

: فنی مهندسی مکانیک

تاریخ نشرو بخش و غیره

، ‮‭۱۳۹۴‬

متن يادداشت

چاپی

جزئيات پايان نامه و نوع درجه آن

دکتری

نظم درجات

مهندسی مکانیک گرایش تبدیل انرژی

زمان اعطا مدرک

‮‭۱۳۹۴/۱۱/۲۱‬

کسي که مدرک را اعطا کرده

تبریز

متن يادداشت

مخازن ذخیره انرژی گرمایی با بهرهگیری از مواد تغییر فاز دهنده، بطور گستردهای برای ذخیره انرژی گرمایی و برقراری تعادل در اثر تغییرات موقت دمایی، در اغلب سیستمهای مهندسی استفاده میشوند .در کار حاضر از روش تاو محاسباتی با پایههای استاندارد برای شبیهسازی مسأله تغییر فاز در سیستمهای ذخیره انرژی گرمای نهان شامل فرآیند انجماد دو بعدی در مخزن مستطیلی پرهدار استفاده شده است .ساختار ساده و کاهش هزینههای محاسباتی از مزایای مدل عددی ارائه شده محسوب می شود .با توجه به بزرگ بودن بازه تغییرات زمانی و افزایش خطای حاصله از روش تاو برای بازههای بزرگ، ابتدا معادلات حاکم به صورت صریح گسسته-سازی زمانی شده و سپس روش تاو در هر گام زمانی برای یافتن مجهولات در داخل میدان محاسباتی اعمال شده است .برای نشان دادن دقت و کارایی روش حاضر، نتایج بدست آمده از روش تاو برای موقعیت جبهه انجماد و توزیع دمای پره برای سه مورد با ابعاد مختلف با نتایج موجود از روش تحلیلی ساده شده مقایسه گردید .نتایج بدست آمده نشان می دهند حل عددی دو بعدی با استفاده از روش تاو پیش بینی واقع بینانه-تری از موقعیت جبهه انجماد در تمامی موارد به خصوص در گوشهها ارائه می کند .همچنین با افزایش تعداد جملات بسط تابع مجهول، شاهد کاهش خطای حاصل از روش تاو خواهیم بود .در کار حاضر میزان تأثیر-گذاری انتقال گرمای جابجایی آزاد در داخل مخزن طی فرآیند تغییر فاز مورد بررسی قرار گرفت و مشاهده گردید علی رغم ابعاد کوچک مخزن در تمامی حالتهای بررسی شده، در صورتی که دمای اولیه بالاتر از دمای انجماد ماده تغییر فاز دهنده در نظر گرفته شود، موقعیت جبهه انجماد می تواند تحت تأثیر انتقال گرما به طریق جابجایی آزاد قرار گیرد که این تأثیر پذیری به ازای شرط مرزی شار ثابت بیشتر از شرط مرزی دما ثابت است .پس از موفقیت در حل مسأله تغییر فاز به کمک روش تاو، در کارهای آتی می توان حل مسأله را برای هندسههای پیچیده تعمیم داد و همچنین در مخازن با ابعاد بزرگتر تأثیرات انتقال گرما به طریق جابجایی آزاد را نیز حین فرآیند تغییر فاز لحاظ نمود

متن يادداشت

Thermal energy storage units that utilize phase change materials (PCMs) have been widely employed to balance temporary temperature alternations and store energy in many engineering systems. In the present work, an operational approach is proposed to the Tau method with standard polynomial bases to simulate the phase change problems in latent heat thermal storage systems, that is, the two-dimensional solidification process in rectangular finned storage. Reductions of computational costs as well as simple structure are the most advantages of the Tau method. In order to increase the errors in the Tau method for large time intervals, the governing equations are discretized using explicit time method and then the Tau method is employed in each time step to find quantities of computational domain. In order to illustrate the efficiency and accuracy of the present method, the solidliquid interface location and the temperature distribution of the fin for three test cases with different geometries are obtained and compared to simplified analytical results in the published literature. The results indicate that using a two-dimensional numerical approach can predict the solidliquid interface location more accurately than the simplified analytical model in all cases, especially at the corners. The error for problem decays as the degree of apporoximation increases in proposed numerical method. Also, in the present work, the effect of the natural convection on the process of phase change inside the storage is investigated. The results showed that, regardless of the storage little dimension, in the states that the initial temperature set more than the solidification temperature, the solid liquid interface location could be effective from the natural convective heat transfer. The effectiveness was more obviouse in the constant heat flux boundary condition than constant temperature one. Finally the successive in the solving phase change problem using the Tau method, it can be applicable in the problems with complex geometries as well as natural convective heat transfer effect on the large dimension storages

مستند نام اشخاص تاييد نشده

حیدری پارام، بهنام

مستند نام اشخاص تاييد نشده

طلعتی، فرامرز، استاد راهنما

مستند نام اشخاص تاييد نشده

شهمراد، صداقت، استاد مشاور

يادداشت عمومي

سیاه و سفید

وضعیت فهرست نویسی

نمایه‌سازی قبلی