جهاد دانشگاهی-پژوهشکده توسعه صنایع شیمیایی ایران نشریه شیمی و مهندسی شیمی ایران 1022-7768 37 4 2019 02 20 Simulation of Thermal Management of Phase Change Materials Nano Composites Using CFD Technic شبیه سازی مدیریت گرمایی مواد نانوکامپوزیت تغییرفازدهنده توسط فناوری CFD 195 210 29348 FA عزیز باباپور گروه مهندسی شیمی، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه محقق اردبیلی، اردبیل، ایران رضا پیشکارآذری گروه مهندسی شیمی، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه محقق اردبیلی، اردبیل، ایران سید ایمان گلستانه گروه مهندسی شیمی، دانشکده مهندسی شیمی، نفت و گاز، دانشگاه شیراز، شیراز، ایران زهره قاضی طباطبائی گروه شیمی کاربردی، واحد اهر، دانشگاه آزاد اسلامی، اهر، ایران Journal Article 2017 06 09 The energy crisis in recent years has to lead us to think about new sources of energy. Phase change materials are one of these efficient sources. They can be used as thermal insulators besides their heat storage applications. Also, implementing these materials has erased our need for immunization of energy consumption systems. Despite all the benefits, phase change materials have some limitations such as leaking problems and low thermal conductivity coefficient. Nanoparticles are therefore can improve their properties. In this study, the melting process of paraffin wax comprising nanoparticles of Al2O3, Fe2O3, SiO2 and ZnO (with weight fraction percentage 2% and 8%) in a rectangular container is simulated by Comsol software. Influence of nanoparticles with different weight fractions on temperature, velocity distribution, density, thermal conductivity coefficient and liquefy process are subsequently investigated. The results presented a 12.5% increase in the thermal conductivity coefficient by adding 8wt% nanoparticles. The rate of melting process in 8wt% nanoparticles is bigger than that of 2wt% nanoparticles and pure paraffin with similar initial and boundary conditions for all states, which indicates that adding nanoparticles to paraffin for increasing the melting rate can be useful in various thermal management purposes such as storing energy. بحران انرژی در قرن حاضر، بشر را به فکر استفاده از منابع نوین انرژی رهنمون ساخته است. یکی از این منابع بسیارکارآمد، مواد تغییرفازدهنده است. این مواد، افزون بر ذخیره ی انرژیبه عنوان عایق های گرمایی نیز به کار می روند و استفاده از این مواد، نیاز بهسامانه های ایمن سازی مصرف انرژی را نیز حذف میکند. این مواد با وجود همه برتری ها، مشکل هایی از جمله نشتی و کم بودن ضریب هدایت گرمایی دارند. درنتیجه استفاده از نانوذره های فلزی می تواند ویژگی های آن ها را بهبود بخشد. دراینپژوهش، ذوب شدن واکس پارافین دارای نانوذره های Al2O3، Fe2O3، SiO2 و ZnO (با درصدوزنی 2% و 8%) در یک محفظه ی مستطیلی شکل، به وسیله ی نرم افزار کامسول شبیه سازی شده است. تأثیر وجود نانوذره ها با درصد وزنی متفاوت بر توزیع دما، توزیع سرعت، دانسیته، ضریب هدایت گرمایی و همچنین چگونگی ذوبشوندگی مورد بررسی قرار گرفته اند. نتیجه ها نشان می دهد که با افزودن 8% وزنی نانوذره ها، ضریب هدایت گرمایی 5/12% افزایش داشته است. با ایجاد شرایط مرزی و اولیه ی یکسان برای همه ی حالت ها، میزان ذوب شدن در حالت 8% وزنی نانوذره ها، بیش تر از 2% و پارافین خالص است و این نشان می دهد که افزودن نانوذره ها به پارافین به منظور افزایش نرخ ذوب شدن برای هدف های گوناگون مدیریت گرمایی مانند ذخیره سازی انرژی می تواند مفید باشد.

https://www.nsmsi.ir/article_29348_324bacc7aab550b824bbd20d352cbff4.pdf