مدل سازی عددی انتقال جرم و حرارت در بستر مواد جاذب سیستم تبرید جذب سطحی با فینهای شعاعی

سیستم تبرید جذب سطحی، سیستمی است که به جای استفاده از کمپرسور مکانیکی، از کمپرسور حرارتی برای به گردش در آوردن سیال عامل در سیکل استفاده می کند. در سالهای اخیر سیستمهای تبرید جذب سطحی و پمپ گرمایی جذب سطحی به شدت مورد توجه قرار گرفته اند. عمر طولانی، اصول کارکرد ساده، نیاز اندک به تعمیر و نگهداری، قابلیت استفاده از منابع حرارتی دما پایین مانند انرژی خورشیدی و منابع زمین گرمایی، بی ضرر بودن برای محیط زیست و کار کرد بدون لرزه و سر و صدا را می توان به عنوان تعدادی از مهمترین مزایای این سیستمها به شمار آورد. هندسه به کار رفته در کمپرسور حرارتی (بستر مواد جاذب)، خواص مواد جاذب و سیال عامل به کار رفته و شرایط ترمودینامیکی سیکل اثر قابل توجهی بر عملکرد این سیستمها دارد. برای طراحی بستر، بایستی آن را مدل سازی نمود و معادلات حاکم را حل کرد. این مدل سازی شامل انتقال حرارت میان اجزای مختلف بستر و انتقال جرم سیال عامل در بخش متخلخل مواد جاذب می باشد. برای افزایش آهنگ انتقال حرارت و افزایش سرعت جذب و احیا در بستر از فینهای شعاعی استفاده شده است. جریان سیال عامل در میان دانه های مواد جاذب بر اساس مکانیزمهای جریان لزج، جریان نودسن و جریان پیوسته (مولکولی) محاسبه می گردد و نفوذ سیال عامل در درون مواد جاذب با مکانیزم نفوذ سطحی کنترل می شود. از آنجایی که معادلات به دست آمده در این مدل سازی غیر خطی و وابسته به یکدیگر می باشند، چاره ای جز حل عددی این معادلات نمی باشد. اثر تعدادی از پارامترها مانند ضخامت بستر، تعداد فین ها و قطر دانه های مواد جاذب به دقت مورد بررسی قرار گرفته اند. افزایش تعداد فین ها، توان تبرید کلی را افزایش و ضریب عملکرد را کاهش می دهد. افزایش ضخامت بستر (ارتفاع فینها)، موجب کاهش توان تبرید مخصوص و افزایش ضریب عملکرد سیستم خواهد شد. مقدار بهینه برای اندازه قطر ذرات جاذب در بازه 1/0 میلیمتر تا 25/0 میلیمتر به دست آمده است.