مکانیک ساختارهای هوشمند

مکانیک ساختارهای هوشمند

‏بررسی اثر طول، ضخامت، و ‏جنس پره در بهبود زمان ذوب ‏مواد پی سی‌ام پر شده در فضای ‏میان دو استوانه هم‌مرکز

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
1 کارشناسی ارشد، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی قم، ‏قم، ایران
2 دانشکده مهندسی مکانیک دانشگاه قم
چکیده
ذخیره‌سازی حرارتی از فناوری‌های مهم برای بهینه‌سازی مصرف ‏انرژی و کاهش اتلاف حرارت است و در سیستم‌های گرمایشی، ‏سرمایشی و ذخیره انرژی نقش کلیدی دارد. در این راستا، پژوهش ‏حاضر به شبیه‌سازی عددی فرآیند ذوب ماده تغییر فاز دهنده ‏‏(پی‌سی‌ام) در یک مبدل حرارتی دو لوله‌ای حاوی ماده ‏RT82‎‏ ‏پرداخته است. برای این شبیه‌سازی، یک مدل عددی دوبعدی در ‏نرم‌افزار فلوئنت توسعه یافته است. در این مطالعه، هشت پره ‏مستطیلی با طول‌ها و ضخامت‌های متغیر، اما با مساحت کلی ثابت، ‏برای بهبود انتقال حرارت و کاهش زمان ذوب طراحی شده‌اند. این ‏استراتژی نوآورانه به‌منظور افزایش ظرفیت ذخیره انرژی در ‏پی‌سی‌ام مورد استفاده قرار گرفته است. نتایج نشان داد که افزایش ‏‏40 درصدی طول پره‌ها و تغییر جنس آنها به ترتیب باعث افزایش ‏‏58 درصد و 10 درصد نرخ ذوب ماده تغییر فاز دهنده شده است. ‏این بهبودها گامی موثر در ارتقای کارایی سیستم‌های ذخیره ‏حرارت و کاهش مصرف انرژی است.‏
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

Effects of Fin Length, Thickness, and Material on Melting Time ‎‎Improvement of Phase Change Material in a Concentric Cylinder

نویسندگان English

Mahziyar Ghaedi 1
Hamid-Reza Bahrami 2
1 School of Mechanical Engineering, ‎Qom University of Technology‎, Qom, Iran
2 School of Mechanical Engineering, ‎Qom University of Technology‎, Qom, Iran
چکیده English

Thermal energy storage is a crucial technology for optimizing ‎energy consumption and reducing heat loss, playing a key role in ‎heating, cooling, and energy storage systems. In this context, the ‎present study focuses on the numerical simulation of the melting ‎process of a phase change material (PCM) in a double-pipe heat ‎exchanger containing RT82. A two-dimensional numerical model ‎was developed using Fluent software for this simulation. In the ‎study, eight rectangular fins with varying lengths and thicknesses ‎but constant total surface area were designed to enhance heat ‎transfer and reduce melting time. This innovative strategy was ‎implemented to increase the energy storage capacity of the PCM. ‎The results showed that a 40% increase in fin length and a ‎change in fin material improved the melting rate of the PCM by ‎‎58% and 10%, respectively. These advancements represent a ‎significant step toward enhancing the efficiency of thermal ‎storage systems and reducing energy consumption.‎

کلیدواژه‌ها English

Melting progress
Double heat exchanger
Phase change material
‎Latent heat
Energy storage