مدلسازی سه بعدی بستر ماده جاذب با فین های صفحه ای در چیلرهای جذب سطحی

استفاده از چیلرهای جذب سطحی یک روش مناسب برای تولید سرمایش با استفاده از انرژی حرارتی در گستره وسیع دمایی است و در سالهای اخیر بسیار مورد توجه قرار گرفته است. این چیلرها از چهار قسمت اصلی محفظه های جاذب، کندانسور، شیر اختناق و اواپراتور تشکیل شده است. مهمترین قسمت چیلر محفظه های جاذب هستند که حاوی ذرات جاذب مانند سیلیکاژل می باشند و اساس کار چیلر جذب سطحی، جذب و احیا سیال عامل در این ذرات است. با توجه به اهمیت محفظه های جاذب در عملکرد چیلر های جذب سطحی در این پایان نامه به مدلسازی بستر ماده جاذب پرداخته شده و کندانسور و اواپراتور با استفاده از روابط ساده مدل شده اند. در کاربردهای عملی برای بستر ماده جاذب از مبدل حرارتی استفاده می شود و ذرات جاذب در اطراف لوله و بین فین ها قرار می گیرند. به منظور مدلسازی عملکرد چیلر معادله انتقال حرارت یک بعدی برای سیال ناقل حرارت و انتقال حرارت سه بعدی در دستگاه مختصات استوانه ای برای لوله فلزی در نظر گرفته شده است. با توجه به پایین بودن ضریب انتقال حرارت ذرات جاذب استفاده از فین توان تبرید چیلر را تا حد زیادی بهبود می بخشد. در این مطالعه از فین های صفحه ای پیوسته روی لوله فلزی استفاده شده و با استفاده از معادله انتقال حرارت دو بعدی در دستگاه مختصات عمومی مدلسازی شده است. برای مدلسازی بستر ماده جاذب معادلات پیوستگی، مومنتوم و انتقال حرارت سه بعدی در دستگاه مختصات عمومی حل شده است. برای حل همزمان معادلات وابسته به زمان در چهار حوزه سیال ناقل حرارت، لوله فلزی، فین ها و بستر ماده جاذب از روش حجم کنترل استفاده شده است. پس از بررسی نتایج بدست آمده مشاهده شد با افزایش فاصله بین فین ها و ارتفاع فین ها، ظرفیت سرمایش مخصوص کاهش یافته و ضریب عملکرد و زمان سیکل افزایش می یابد. مقدار ظرفیت سرمایش مخصوص نسبت به قطر ذرات دارای یک مقدار بهینه است که با کاهش یا افزایش قطر ذرات نسبت به مقدار بهینه مقدار ظرفیت سرمایش مخصوص کاهش می یابد و مقدار ضریب عملکرد تغییرات ناچیزی نسبت به قطر ذرات جاذب دارد. همچنین مشاهده شد استفاده از منابع حرارتی با دمای بالاتر باعث افزایش ظرفیت سرمایش مخصوص و ضریب عملکرد چیلر می شود.