چکیده
ذخیره سازی انرژی گرمایی و مواد تغییر فاز دهنده جهت کاربرد در سیستم گرمایش و سرمایش ساختمان ها به موضوع مهمی در 20 سال گذشته تبدیل شده است. هنگامی که عدم تطابق میان تولید انرژی و زمان مصرف آن وجود داشته باشد مسئله ذخیره سازی انرژی اهمیت می یابد. در کار حاضر سیالی که در مبدل حرارتی سه لوله ای در جریان استتحت تاثیر منبع گرما قرار میگیرد و این سیال سبب ذوب شدن ماده تغییر فاز دهنده ای می شودکه در حالت اولیه جامد است . در این پایان‌نامه به تحلیل عددی اثر سطوح گسترش یافته بر فرآیند ذوب پارافین به منظور کاهش اتلاف انرژی به صورت ناپایدار، دو بعدی ، با سیال غیرقابل تراکم و جابجایی آزاد می‌پردازیم. به منظور افزایش کارایی سیستم، پره های طولی درون مبدل حرارتی قرار داده شده است. اثر تعداد ، ارتفاع و ضخامت پره ها و همچنین تغییر دمای سیال و جنس مبدل بر انتقال حرارت و فرایند ذوب پارافین مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج نشان داد که با افزایش هر کدام از پارامترهای تعداد، ارتفاع وضخامت پره زمان ذوب ماده تغییر فاز دهنده کاهش می‌یابد که تاثیر تعداد و ارتفاع محسوس‌تر است. همچنین افزایش دمای سیال ورودی باعث افزایش انتقال حرارت از سیال به ماده تغییر فاز دهنده شده که موجب بهبود ذخیره سازی انرژی در سیستم می‌گردد. به علاوه، با بررسی جنس های مختلف مبدل، سیستم مورد مطالعه نتایج بهتری را برای جنس مس نشان داد.
فهرست مطالب
فصل اول: مقدمه1
1- 1………………… مواد تغییر فاز دهنده(PCM)چیست؟2
1- 2………….. تاریخچه استفاده از مواد تغییر فازدهنده2
1- 3……………. چگونگی عملکرد مواد تغییر فاز دهنده2
1- 4خصوصیات مواد تغییر فازدهنده4
1- 5……………….. انواع مختلف مواد تغییر فاز دهنده5
1- 6……………………………….. فرایند تغییر فاز7
1- 7…………………… کاربردهای مواد تغییر فازدهنده9
1-7-1………….. کاهش نوسانات دمایی در داخل ساختمان11
1-7-2استفاده از ماده تغییر فازدهنده در سیستمهای خورشیدی11
1-7-3? مواد تغییر فاز دهنده و کاربرد آنها در منسوجات12
1-7-3-1فضانوردی13
1-7-3-2 البسه ورزشی13
1-7-3-3 لوازم خواب13
1-7-3-4کاربردهای پزشکی14
1- 8…………………………….. روش های ذخیره انرژی14
1-8-1……………………… ذخیره انرژی مکانیکی14
1-8-2……………………….. ذخیره انرژی الکتریکی14
1-8-3…………………………. ذخیره انرژی گرمایی14
1-8-4…………………….. ذخیره انرژی ترموشیمیایی15
1- 9…………. مواد تغییر فاز دهنده و ذخیره سازی انرژی15
1-9-1بازیافت اتلافات حرارتی در سیستم های تبرید تراکمی18
1-9-2بازیافت اتلافات حرارتی در ساختمانها و گلخانه ها19
1- 10…………………….. روشهای افزایش انتقال حرارت20
1-10-1………………………………. میکروکانالها21
1-10-2…………………….. مواد افزودنی به مایعات21
1-10-3………………………. استفاده از نانو سیال22
1-10-4……………….. استفاده از سطوح گسترش یافته23
1-10-5استفاده از پره‌های مخلوط کننده24
1-10-6………………. افزایش انتقال حرارت گردابه‌ای25
1-10-7……………………………………… تزریق25
1-10-8مکش25
1-10-9…………….. ایجاد انقطاع و شکستگی در جریان26
1-10-10 نوسان سطح و سیال26
فصل دوم: مروری بر کارهای گذشته 27
2-1بررسی پیشینه کارهای انجام شده28
فصل سوممدل سازی و تحلیل نتایج43
3-1مقدمه44
3-2شبیه سازی مسئله44
3-2-1………….. مقدمه ای بر دینامیک سیالات محاسباتی44
3-2-2…………………………. مقدمه ای بر فلوئنت46
3-2-3………………………………… هندسه مسئله49
3-2-4شبکه بندی51
3-2-5……….. حل مستقل از شبکه و حساسیت بازه زمانی57
3-3معادلات حاکم در این تحقیق61
3-3-1…………………………. شرایط مرزی و اولیه62
3-4اعتبار سنجی63
3-5بررسی نتایج66
3-5-1……………………… بررسی اثر تعداد پره ها66
3-5-2بررسی اثر ارتفاع پره ها70
3-5-3……………………… بررسی اثر ضخامت پره ها74
3-5-4بررسی اثر جدا نمودن ماده تغییر فاز دهنده توسط پره ها78
3-5-5…………………. بررسی اثر تغییرات جنس مبدل82
3-5-6………………… بررسی اثر تغییرات دمای سیال 86
فصل چهارم: نتیجه‌گیری و پیشنهادات91
4-1نتیجه‌گیری92
4-2پیشنهادات برای ادامه کار93
مراجع
