شبیه‌سازی مدیریت حرارتی مواد نانوکامپوزیت تغییرفازدهنده توسط تکنیک CFD

نوع مقاله: علمی-پژوهشی

نویسندگان

1 دانشگاه محقق اردبیلی

2 دانشگاه شیراز

3 دانشگاه آزاد اسلامی واحد اهر

چکیده

بحران انرژی در قرن حاضر، بشر را به فکر استفاده از منابع جدید انرژی رهنمون ساخته است. یکی از این منابع بسیارکارآمد، مواد تغییرفازدهنده است. این مواد علاوه بر ذخیره‌ی انرژی به‌عنوان عایق‌های حرارتی نیز به‌کار می‌روند و استفاده از این مواد، نیاز به سیستم‌های ایمن‌سازی مصرف انرژی را نیز حذف می‌کند. این مواد با وجود تمامی مزایا، مشکلاتی از جمله نشتی و کم بودن ضریب هدایت حرارتی دارند. لذا استفاده از نانوذرات فلزی می‌تواند خواص آن‌ها را بهبود بخشد. در این پژوهش، ذوب شدن واکس پارافین حاوی نانوذرات Al2O3، Fe2O3، SiO2 و ZnO (با درصدوزنی 2% و 8%) در یک محفظه‌ی مستطیلی شکل، به وسیله‌ی نرم‌افزار کامسول شبیه‌سازی شده است. تأثیر وجود نانوذرات با درصدوزنی متفاوت بر توزیع دما، توزیع سرعت، دانسیته، ضریب هدایت حرارتی و هم‌چنین نحوه‌ی ذوب-شوندگی مورد بررسی قرار گرفته‌اند. نتایج نشان می‌دهد که با افزودن 8% وزنی نانوذرات، ضریب هدایت حرارتی 5/12% افزایش داشته است. با ایجاد شرایط مرزی و اولیه‌ی یک‌سان برای همه‌ی حالات، میزان ذوب شدن در حالت 8% وزنی نانوذرات، بیش‌تر از 2% و پارافین خالص است و این نشان می‌دهد که افزودن نانوذرات به پارافین به منظور افزایش نرخ ذوب شدن برای اهداف گوناگون مدیریت حرارتی مانند ذخیره‌سازی انرژی می‌تواند مفید باشد.

کلیدواژه‌ها