長さに依存する融解ダイナミクスを持つ導電棒を用いた相変化材料の熱性能の向上
Abbas Fadhil Khalaf1, Farhan Lafta Rashid1, Mudhar A Al-Obaidi2
1Department of Petroleum Engineering, Engineering College, University of Kerbala, Karbala, 56001, Iraq.
銅棒を追加すると,熱エネルギー貯蔵のための相変化材料 (PCM) の溶解が著しく加速されます. 15mmの棒は,最適な性能と材料の使用で,溶融時間を50%短縮して,実用的なバランスを提供します.
科学分野:
- 材料科学
- 熱工学
- エネルギー貯蔵
背景:
- 段階変化材料 (PCM) は熱伝導性が低く,融解速度を阻害し,熱エネルギー貯蔵効率を制限する.
- 熱エネルギー貯蔵システムの性能を向上させるには,PCMの融解を加速することが重要です.
研究 の 目的:
- PCMの溶解を加速させるための導電強化剤としての銅棒の有効性を数値的に調査する.
- 熱伝導を最大化し,半球的なセルで融解時間を最小限にするために最適な銅棒の構成を決定します.
主な方法:
- ANSYS/FLUENT 16を用いた数値シミュレーション
- 溶解過程をシミュレートするためにエンタルピー-孔性のモデルを実装する.
- 様々な銅棒長 (10 mm,15 mm,20 mm) とその融解性能への影響の分析.
主要な成果:
- 銅棒はPCMの融解時間を大幅に短縮し,20mmの棒は70%短縮した.
- 15mmの棒は溶融時間を50%短縮し,最大性能の85%を提供しました.
- 融解速度は棒の統合で最大4倍に増加し,15mmを超えた回帰は減少していることが観察されました.
結論:
- 銅棒はPCMの融解を加速する 有効な導電強化剤である.
- 15mmの銅棒は最適の構成で,性能の向上と材料使用のバランスをとります.
- 発見は,再生可能エネルギーと廃棄熱回収でPCMを使用する効率的な熱貯蔵システムの設計のための洞察を提供します.
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