بررسی عددی ذوب یک ماده تغییر فاز دهنده غنی شده با نانو ذرات در یک محفظه مربعی با زاویه های مختلف نسبت به سطح افقی

امروزه استفاده از سوخت¬های فسیلی علاوه بر محدود بودن، به علت افزایش گازهای گلخانه¬ای باعث بروز مشکلات فراوان و به خطر افتادن حیات بشر گشته است. بنابراین استفاده از منابع تجدید پذیر انرژی اهمیت بسیاری دارد. یکی از این منابع استفاده از مواد تغییر فاز دهنده است که در آن ها اصل اساسی ذخیره انرژی، استفاده از گرمای نهان در فرایند تغییر فاز می باشد. این مواد به علت ظرفیت بالای ذخیره انرژی کاربردهای وسیعی در صنایع دارند. عیب عمده این مواد ضریب هدایت حرارتی پایین آنها می¬باشد که آن را می¬توان با اضافه نمودن نانوذرات از موادی که دارای ضریب هدایت حرارتی بالایی هستند برطرف نمود. در این تحقیق فرایند ذوب یک ماده تغییر فاز دهنده در یک محفظه مربعی بسته با در نظر گرفتن سه کسر حجمی مختلف از نانو ذرات آلومینیوم اکسید al2o3 و با زاویه¬های مختلف قرارگیری نسبت به سطح افقی به صورت عددی با استفاده از نرم افزار تجاری فلوئنت شبیه سازی می¬گردد. نرم افزار فلوئنت با بکارگیری تکنیک آنتالپی خلل و فرج فرایند ذوب را مدلسازی می¬کند. هدف از این تحقیق بررسی اثرات زاویه قرارگیری محفظه نسبت به سطح افقی و غلظت نانوذرات بر روی نرخ ذوب شدن ماده تغییر فازدهنده است. دو دیواره محفظه عایق بوده و دو دیواره دیگر آن به ترتیب دارای یک چشمه و یک چاه حرارتی است. نحوه پیشروی فصل مشترک جامد-مایع، نحوه توزیع دما و جهت چرخش سیال از مهمترین پارامترهای مورد بررسی در فرایند ذوب ماده تغییر فاز دهنده مورد نظر می باشد که به ترتیب توسط کانتورهای کسر مایع، خطوط همدما و بردارهای سرعت در زمان های مختلف از فرایند نشان داده شده اند. از بین حالتهای مختلف قرارگیری محفظه نسبت به سطح افقی، حالت ш با زاویه 30 درجه و غلظت 2% نانوذرات به عنوان بهترین حالت از نظر عملکرد حرارتی انتخاب گردید.