مطالعه عددی عملکرد گذرای یک سیستم ذخیره انرژی گرمایی مبتنی بر گرمای نهان

ذخیره انرژی حرارتی توسط مواد تغییر فاز دهنده بدلیل استفاده از گرمای نهان تغییر فاز سبب افزایش میزان ذخیره سازی انرژی حرارتی با تغییرات دمایی کمتری می شود، که این مزیت سبب افزایش بهره وری سیستم ذخیره سازی انرژی می شود. در این پژوهش به مطالعه عددی عملکرد گذرای یک سیستم ذخیره انرژی گرمایی مبتنی بر گرمای نهان با هندسه مستطیلی می پردازیم. که لایه های محفظه های مستطیلی ماده تغییر فاز دهنده در سیستم، با فاصله هوایی معینی بصورت موازی روی هم قرار می گیرند. برای دستیابی به عملکردی متناسب توسط چنین سیستمی نیاز است برای پیش بینی جزییات انتقال حرارت و تغییر فاز در طی فرایند ذخیره سازی و تخلیه انرژی، یک شبیه سازی عددی صورت گیرد. در طول دوره ذخیره و تخلیه انرژی تاثیر عواملی همچون تغییرات در هندسه سیستم، مشخصه های جریان و همچنین نوع مواد مورد استفاده در این شبیه سازی که توسط نرم افزار فلوئنت انجام پذیرفت، مورد بررسی قرار می گیرد. طی بررسی های انجام شده دما و سرعت سیال ورودی و رسانایی ماده تغییر فاز دهنده به عنوان مهمترین عوامل تاثیر گذار روی عملکرد سیستم شناخته شده است به علاوه تفاوت ضریب رسانایی ماده تغییر فاز در فاز مایع با فاز جامد تاثیر قابل توجهی روی فرآیند ذوب و انجماد دارد. این فرایند با توجه به طبیعت ناپایای فرآیند ذوب و انجماد در ماده تغییر فاز دهنده و همچنین با توجه به استفاده از شرط مرزی کوپل روی دیواره حایل بین ماده تغییر فاز دهنده و سیال انتقال دهنده حرارت ناپایاست. حوزه حل شامل هر سه محیط ماده تغییر فاز دهنده، سیال انتقال دهنده حرارت و دیواره حایل می شود و به صورت محیطی پیوسته حل می شود که روش شبکه ثابت نامیده می شود.