احسان ایزدپناه

ذخیرهسازی انرژی یکی از روشهای موثر در بهبود مصرف انرژی است که میتواند نقش مهمی در حفظ محیط زیست و کاهش هزینههای انرژی داشته باشد. یکی از روشهای ذخیرهسازی انرژی استفاده از مواد تغییر فاز دهنده است. این مواد در فرآیند ذوب یا انجماد میتوانند مقدار قابل توجهی انرژی ذخیره یا آزاد کنند. یکی از چالشهای مهم در بکارگیری این مواد نرخ پایین انتقال حرارت در آنها بدلیل خواص ترموفیزیکی خاص آنها است. بر این اساس محققان تحقیقات گستردهای بر روی این موضوع انجام دادهاند. در این پایاننامه اثر هندسه پره بر بهبود ذخیرهسازی انرژی بررسی گردیده است. بر این اساس مبدل حرارتی دولولهای که پرهها بر روی سطح خارجی لولهی داخلی نصب شدهاند، بصورت عددی مورد بررسی قرار گردید.از درون لولهی داخلی سیال گرم یا سرد عبور کرده و در فضای بین دو لوله مواد تغییر فاز دهنده قرار داده شده است. 6هندسهی مختلف پره با سطح مقطع های منحنی و مثلثی شکل در فرآیند شارژ و تخلیه مورد بررسی و مقایسه قرار گردید. همچنین برای هندسهی پره، بهترین عملکرد اثر فاصلهی غیریکنواخت پرهها نیز بررسی گردید. لازم به ذکر است حجم مادهی تغییر فاز دهنده در همهی حالتها یکسان میباشد. به منظور تحلیل دقیقتر، نتایج بصورت کانتورهای دما و کسر مایع، خطوط جریان، خطوط دما ثابت، تغییرات کسر مایع بر حسب زمان و راندمان اگزرژی و انرژی ارائه گردید. نتایج نشان داد هندسه پره نقش مهمی در بهبود انتقال حرارت دارد و میتواند تا حدود %15زمان شارژ و حدود %23زمان تخلیه را کاهش دهد. همچنین تمرکز پرهها در پایین مبدل میتواند حدود %13زمان شارژ را کاهش دهد.