مجله اینترنتی دیتاسرا
امروز چهارشنبه ۲۶ مهر ۱۳۹۶

بهبود عملکرد ذخیره‌ساز‌های حرارتی نهان به کمک تغییر مسیر جریان‌های جابجایی طبیعی

چکیده



فناوری‌های ذخیره انرژی حرارتی رویکردی نسبتا جدید در کاهش مصرف انرژی و ایجاد تعادل در مصرف، پیک‌سایی و افزایش سهم انرژی‌های تجدیدپذیر در تامین انرژی می‌باشند. با وجود محاسن زیاد، هنوز چالش‌هایی در مسیر توسعۀ ذخیره‌سازی انرژی حرارتی وجود دارد. یکی از این چالش‌ها، نرخ پایین شارژ و دشارژ در ذخیره‌سازهای حرارتی نهان می‌باشد. با توجه به وجود جریان‌های جابجایی طبیعی آرایش لوله‌های سیال و پره‌های حرارتی در بهبود عملکرد این سیستم‌ها نقش بسزایی ایفا می‌کنند. در این پژوهش نرخ ذخیره‌سازی انرژی در یک ذخیره‌ساز حرارتی نهانِ پوسته و لوله‌ به روش عددی، با استفاده از تکنیک آنتالپی-تخلخل مورد مطالعه قرار گرفت و تاثیر افزایش تعداد لوله‌های سیال، جا به جا کردن لوله‌ها به پایین محفظه در آرایش 4 لوله‌ای، تغییر فاصله لوله‌های بالایی و استفاده از پره‌های حرارتی به هم متصل شده محوری، بررسی شد. کانتورهای سرعت و دمای درون محفظه تحلیل شد و مشاهده گردید صرفا با افزایش تعداد لوله‌ها نمی‌توان مشکل نرخِ انتقال حرارت در پایان فرآیند را افزایش داد و لوله‌ها بایستی در پایین محفظه جایگذاری شده باشند. همچنین نشان داده شد پره‌های محوری می‌توانند باعث کند شدن جریان‌های جابجایی طبیعی و ایجاد نواحی بدون حرکت در سیال شوند که منجر به افت انتقال حرارت از لوله‌ها می‌شود. نتایج شبیه‌سازی پیش‌بینی می‌کند با به کارگیری آرایش چهارلوله‌ای که در آن لوله‌ها به سمت پایین و دیواره پوسته تغییر موقعیت داده‌اند، می‌توان زمان شارژ 0.95 از ظرفیت مبدل را تا یک چهارم زمان مشابه برای مبدل یک لوله‌ای، کاهش داد.


مشخصات

مشخصات

توسط: سعید امیرعبداللهیان؛ حمید جان نثاری مجله: مجله علمی پژوهشی مهندسی مکانیک مدرس سال انتشار: 1396 شمسی تعداد صفحات: 9 درج در دیتاسرا: ۱۳۹۶/۴/۱ منبع: دیتاسرا

خرید محصول

خرید محصول

عنوان: بهبود عملکرد ذخیره‌ساز‌های حرارتی نهان به کمک تغییر مسیر جریان‌های جابجایی طبیعی حجم: 1.41 مگابایت فرمت فایل: pdf قیمت: 1200 تومان رمز فایل (در صورت نیاز): www.datasara.com

فرمت ایمیل صحیح نمی باشد.

گروه نرم افزاری دیتاسرا www.datasara.com

نمای مطلب

بهبود عملکرد ذخیرهسازهای حرارتی نهان به کمک تغییر مسیر جریانهای جابجایی طبیعی



مقدمه



 در سالهای اخیر  به دنبال افزایش هزینه حاملهای انرژی و گسترش گازهای گلخانهای  محققان توجه خاصی به روشهای بهینهسازی تولید  ذخیره و مصرف انرژی داشتهاند  در این راستا مطالعات و تحقیقات بسیاری در ارائه روشهای نوین و بهبود عملکرد ذخیرهسازی انرژی صورت گرفته است  در مواردی که منبع انرژی به طور یکنواخت در دسترس نیست  نظیر روشهای تامین انرژی از خورشید  و یا در سیستمهایی که مصرف انرژی در ساعات مختلف شبانه روز متغیر میباشد  نظیر سیستمهای تهویه مطب   ذخیره انرژی میتواند نیاز ساعات کمبود انرژی را پاسخگو باشد  ذخیرهسازی انرژی حرارتی نهان یکی از این روشها است که در این روش انرژی به صورت گرمای نهان در مواد ذخیره میشود  بکارگیری ذخیرهسازهای انرژی حرارتی در عربستان سعودی در سالهای اخیر مورد توجه محققان قرار گرفته است        به دلیل ماهیت تغییر فاز مواد  شارژ و دشارژ انرژی حرارتی در دمای نسبتا ثابت صورت میگیرد که این ویژگی  استفاده از ذخیرهسازهای نهان را برای سیستمهای تهویه مطب  مطلوب ساخته است  همچنین با توجه به بالا بودن مقدار گرمای نهان در مواد تغییر فاز دهنده  این روش امکان ذخیره مقدار قابل توجهی از انرژی حرارتی را در حجم نسبتا کم امکانپذیر میسازد  در دو دهه اخیر  مطالعات عددی و عملی بسیاری  عمدتآ با هدف بهبود نرخ انتقال حرارت و کاهش زمان شارژ و دشارژ ذ خیرهکنندههای نهان صورت گرفته است  بکارگیری روشهای حل عددی از جمله دینامیک سیالات محاسباتی این امکان را برای محققان ایجاد کرده تا با هزینههای پایین به ارائه طرحهایی جدید  جهت بهبود عملکرد این ن مبدلها بپردازند  یکی از چالشهایی که در افزایش کاربرد ذخیرهسازهای حرارتی نهان وجود دارد  ضریب انتقال حرارت پایین آن میباشد که باعث افزایش غیراقتصادی زمان تکمیل فرآیند تغییرفاز میشود  لذا راهکارهای متفاوتی بهمنظور افزایش انتقال حرارت وکاهش زمان تکمیل فرآیند تغییر فاز ارائه شده است  که از جمله میتوان به موارد زیر اشاره کرد:  افزودن درصد مشخصی از مواد نانو با ضریب رسانش بالا به مواد تغییرفازدهنده  قراردادن لصحال در محیط متخلخل با ضریب رسانش بالا     استفاده از پره در مبدل حرارتی حاوی مواد تغییرفازدهنده  ا  بهبود آرایش لولهها در مبدل حرارتی حاوی مواد تغییرفازدهنده  بهبود عملکرد ذخیره سازهای حرارتی از طریق تغییرمسیر جریانهای جابجایی طبیعی و تغییرآرایش لوله  همانطور که اشاره شد بکارگیری پرههای حرارتی یکی از روشهای افزایش انتقال حرارت میباشد  انواع پرههای حرارتی مورد استفاده روی لولههای سیال گرم را میتوان به دو ی دسته بندی کرد:  شکل       پرههای شعاعی    پرههای محوری طیاری و همکاران       مطالعهای عددی بر تاثیر پرههای انتقال حرارت شعاعی بر روی لوله مبدل  انجام دادند  بر اساس این نتایج  جابجایی طبیعی تاثیر قابل توجهی در فرآیند ذوب حم میگذارد و طول فینهای ثانویه میتواند روی حرکت جریانهای جابحایی طبیعی تاثیر بگذارد و افزایش تعداد لولههای مکااو در دبی سیال گرم یکسان  باعث افزایش نرخ ذوب و کاهش دمای پایه دیواره میشود  آنها نشان دادند که افزایش تعداد پرهها و کاهش ضخامت آنها بگونهای که حجم مجم پره یکسان باشد تاثیر بسزایی بر عملکرد کلی سیستم ندارد  تغییر مسیر جریانهای جابجایی طبیعی یکی از روشهای افزایش نرخ انتقال حرارت میباشد  تقیلو و طلعتی      در مطالعهای عددی نشاندادند که پدیده جابجایی طبیعی  در طول فرآیند ذوب نسبت به تغییر فاز انجماد از اهمیت بیشتری برخوردار است و در تحلیل عملکرد ذ خیرهکنندههای حرارتی در حین فرآیند شارژ قابل صرف نظر کردن نمیباشد  شکل  مدلهای آزمایش شده در مطالعه لانگئون و همکاران  را نشان میدهد  این مطالعه بیان میکند که چگونه تغییر جهت قرارگیری مبدل و تغییر جهت تزریق سیال گرم میتواند از طریق تغییر مسیر جریانهای جابجایی طبیعی  پاسخ سیستم ذخیره انرژی را تغییر دهد  بر اساس  این تحقیق در همه مدلها  نرخ ذوب  در ناحیه بالایی مبدل به دلیل جریانهای بویانسی سریعتر است  درزی و دیگران   در یک بررسی عددیی نشان دادند که در مبدل حرارتی دو لولهای افقی چنحانچه لوله داخلی خارج از مرکز و پایینتراز آن قرار داده شود  میتوان نفوذ ناحیه ذوب شده را در نواحی پایینی حم بیشتر کرد و بدین صورت مدت زمان ذوب شدن کامل لحال را به شکل قابل توجهی کاهش داد  آرایشهای لولههای هممرکز و خارج از مرکز در شکل  نشان داده شده است  افزایش تعداد لولههای انتقال حرارت میتواند باعث بهبود نرخ انتقال حرارت در مبدل حرارتی شود  در مورد افزایش تعداد لولههای درون مخزن حاوی حص تحقیقاتی صورت گرفته است  آگیینیم و همکاران به بررسی استفاده از چهار لوله بر نرخ انتقال حرارتت درون یک مخزن حم پرداختند  آنها در این کار آرایشهای متقارن نسبت به مرکز پوسته را مورد ارزیابی قرار دادند و همچنین نشان دادند چشمپوشی از انتقال حرارت در راستای محوری قابل قبول میباشد  همکاران در کار دیگری به کمک روش عددی شبکه بولتزمن به بررسی اش افزایش تعداد لوله های بر نرخ انتقال حرارت و ذوب للحم پرداختند  آنها آرایشهای حاوی یک  چهار  نه و ده لوله را موردد بررسی قرار دادند       در تمام حالات  شکل آرایشها نسبت به مرکز پوسته متقارن در نظر گرفته شد  در مطالعه دیگری که توسط اساپور و همکاران انجام شد تاثیر آرایشهای یک  دو  سه و چهارر لولهای بر نرخ ذوب لاحم در یک مبدل تریپلکس پرداخته شده است  استفاده از مبدل تریپلکس باعث ذوب سریعتر  در کف محفظه میشود  آرایشهای مختلفی برای این ی مبدل مورد بررسی قرار گرفت  ولی آرایشی که در آن تغییر فاصله لولهها با دیواره کم شود مورد ارزیابی قرار نگرفت  با توجه به مطالعات انجام شده  به دلیل اهمیت جریانهای جابجایی طبیعی در حین فرآیند شارژ  جایگذاری دقیق لولهها و پرههای حرارتی میتواند بر مسیر جریانهای جابجایی به شکل قابل توجهی اثرگذار باشد  در کار حاضر به بررسی تاثیر جایگذاری لولههای سیال گرم و نزدیک کردن فاصله لولهها با دیواره پوسته پرداخته شده است  همچنین  به بررسی اثر استفاده از پرههای متصل به هم بر هدایت منابببب جریانهای جابجایی طبیعی و متعاقبا نرخ فرآیند شارژ ذخیرهساز پرداخته شده است     معادلات ریاضیی حاکم در مطالعه تغییر فاز در مواد غیر یوتکتیک با سه حالت جامد  آمیخته مایع روبرو هستیم  ماده در حالت آمیخته نه کاملا مایع و نه کاملا جامد است  یکی از تکنیکهای مدلسازی در مطالعه این نوع مسائل  مدل آنتالپی تخلخل میباشد  مزیت مهم این تکنیک این است که ناحیه آمیخته را به صورت یک ناحیه متخلخل در نظر میگیرد  در تکنیک آ نتالپی تخلخل  فصل مشترک بصورت صریحح محاسبه نمیشود  بلکه کمیتی به نام کسر مایع را به هر سلول اختصاص میدهد کسر مایع کسری از حجم سلول است که در حالت مایع میباشد  کسر مایع در هر تکرار از طریق محاسبه تعادل آنتالپی در سلول محاسبه میشود  در این روش ناحیه آمیخته  که به عنوان یک ماده شبه متخلخل٣ مدل میشود  ناحیهای است که کسر مایع در آن بین صفر تا   میباشد  هنگام انجماد  تخلخل از   تا صفر کاهش مییابد  برای مثال وقتی ماده به طور کامل در سلول منجمد میشود  تخلخل صفر میشود بنابراین سرعت سلول نیز صفر میشود  معادله پیوستگی معادله پیوستگی  در رابطه      آمده است:



   مدلمازی و نتاچ در این مطالعه عددی از نرمافزار انسیس فلوئنت برای مدلسازی استفاده شده است  شبکه استفاده شده ساختار یافته و با استفاده از مشهای چهارضلعی طراحی شده است و بخشی از آن در شکلال آمده است  از مدل جریان آرام برای ویسکوزیته و الگورتیم سیمپل برای کوپل کردن سرعت و فشار استفاده شد  معیار همگرایی برای معادلات پیوستگی و ممنتوم   برای معادله انرژی   در نظر گرفته شده است  همچنین با بالا بردن مقدار حداکثر تکرار در هر گام زمانی  از همگرا بودن حل در هر گام زمانی اطمینان حاصل شد که جزئیات  آن در بخش اعتبارسنجی ارائه شده است  مشخصاتت کاحم مورد استفاده  شرایط مرزی و اولیه  اعتبار سنجی حل و آرایشهای پیشنهاد شده پژوهش  در ادامه آمده است     مشخصات ترموفیزیکی همانطور که گفته شد در این پژوهش از ماده آلی ارگانیکک انایکوسان



استفاده شده است  این ماده دارای دمای تغییر فاز کاملا ثابتی نیست  بنابراین پیدایش ناحیه آمیخته قابل پیشبینی است  خواص ترموفیزیکی این ماده در جدول   آمده است  مرزی و شرایط اولیه در این مطالعه از انتقال حرارت در راستای طولی صرف نظر شده است و مسئله به صورت دو بعدی مورد مطالعه قرار گرفته است  تمرکز کار حاضر بر روی بررسی انتقال حرارت جابجایی طبیعی در یکک مقطع مشخص از مبدل میباشد که اثر آن تنها در راستای عمود میباشد و تغییرات در جهت طول لوله بر ساز و کار آن تاثیر زیادی ندارد  همچنین دمای سطح لوله سیال گرم ثابت در نظر گرفته شده و فرض بر آن است که منبع سیال گرم میتواند به حد کافی سیال گرم را در دمای مورد نظر تامین کند تا در تمام طول فرآیند دما ثابت بماند  همچنین دیواره خارجی مبدل  عایق در نظر گرفته شده است کهه یک فرض ایدهآل میباشد  همچنین برای کاهش حجم محاسبات و با توجه به متقارن بودن نمونه  نیمی از سطح مقطع مورد بررسی قرار گرفته است  دمای دیواره لولههای حاوی سیال گرم در طول محاسبات در ثابت فرض شده است  برای شرایط اولیه نیز  دمای اولیه ماده تغییر فاز دهنده  کسر مایع  صفر در نظر گرفته شده است       اعتبار سنجی جهت اعتبارسنجی این پژوهش از مقاله درزی وو دیگران      استفاده شده است  در مقاله مذکور یک مبدل دو لولهای مدلسازی شده است که مقطع آن در شکلو آمده است  قطر لوله داخلی  میلیمتر و لوله خارجی میلیمتر میباشد در ناحیه حلقوی قرار دارد  نمودار ارائه شده تغییرات متوسط کسر مایع در مقاله مذکور و مقادیر بدست آمده در این پژوهش در شکل آمده است  تغییرات متوسط کسر مایع بدست آمده برای آرایش فوق در این پژوهش بر مقادیرر گزارش شده در مقاله درزی و همکاران      تقریبا منطبق است  دلیل اختلاف این دو نمودار در ناحیه میانی آن میتواند انتخاب ثابت ناحیه آمیخته متفاوت در حل مسئله باشد  اما این موض حائز اهمیت است که رفتار کلی نمودار و زمان نهایی ذوب کحم در دو نمودار مشابه میباشند  مطالعات مربوط به استقلال از مش و استقلال از گام زمانی انجام گرفت  در این رابطه شبکههای مختلف با تعداد مختلف مش بررسی شد که با توجه به همگرایی حل و حداقل کردن حجم محاسبات تعداد ههه مش بهترین گزینه برای حل مسئله بود  جدول   همچنین با توجه به گذرا بودن ماهیت مسئله  گامهای زمانی مختلف مورد برسی قرار گرفت و استقلال حل از گام زمانی نیز بررسی گردید و گام زمانی انتخاب گردید  جدول بررسی آرایش   آرایش ارائه شده دارای چهار لوله میباشد که مرکز مجم آنها منطبق بر مرکز دایره پوسته میباشد  جهت مقایسه این آرایش و آرایش بررسی شده در بخش قبل  مساحت لولههای داخلی به گونهای انتخاب شدهاند که مساحت مجم سطح مقطع لولههای در این آرایش  برابر با مساحت سطحح مقطع لوله  در آرایش مرحله اعتبارسنجی باشد  از این رو مساحت انتقال حرارت مبدل چهار لولهای نسبت به مبدل دو لولهای   برابر میشود  سطح مقطع این آرایش در شکللص آمده است  کانتورهایی مربوط به کسر مایع و سرعت سیال در راستای عمود  جهت مقایسه رفتار جریانهای جابجایی برای زمانهای مختلف در شکلف آمده است  همانطور که در کانتورهای توزیع کسر مایع در شیله مشخصص است  در ابتدای فرآیند  سیال در اطراف لولههایلکلاص به طور یکنواخت در جهتهای مختلف  ذوب میشود  در لحظه با گسترش ناحیه سیال ذوب شده و پیشروی جبهه مذاب  جریانهای جابجایی پدیدار شده و مکانیزم انتقال حرارت غالب  فرآیند جابجایی طبیعی میشود  با توجه به ماهیت جریانهای جابجایی طبیعی و حرکت سیال با دمای بیشتر  چگالی کمتر  به سمت



خلاف جهت نیروی گرانش   در نواحی بالایی لولهها زودتر ذوب شده و جبهه تغییر فاز به سمت بالا متمایل میشود  نمودار تغییرات میانگین کسر مایع در محفظه  به عنوان کمیتی جهت برآورد نرخ انتقال حرارت از لولهها در نظر گرفته شده است  نمودار افزایش کسر مایع برای آرایش شماره   و مبدل دو لولهای در شکلو آمده است  با توجه به نمودار شکلو میتوان مشاهده کرد که به دلیل افزایش سطح انتقال حرارت لولهها با   در آرایش شماره  شیب ناحیه خطی نسبت به مبدل دو لولهای بهبود یافته است  اما پس از رشد جبهه مذاب  به دلیل انتقال حرارت کند به نواحی پایینی و مجاور لولهها  نمودار وارد ناحیه غیرخطی میشود  به عبارت دیگر پس از گذشت    از شروع فرآیند



 شکله  که تقریبا لحم جامد در نواحی مجاور و بالاتر  ذوب شده است  ناحیه غیر خطی نمودار شکلو شروع میشود    و  آرایش شماره   در نتایج ارائه شده در مورد آرایش شماره   مشاهده گردید که انتقال حرارت در نواحی پایین مخزن  نسبت به نواحی بالایی به کندی صورت میگیرد  این مسئله بخاطر ماهیت انتقال حرارت جابجایی طبیعی میباشد که منجر به انتقال سیال گرم به نواحی بالا میشود و در نتیجه نواحی پایینی در مجاورت ماده سردتری قرار میگیرند  لذا همانطور که در مطالعات قبلی      هم اشاره شده است برای بهبود انتقال حرارت در مبدلهای تغییر فاز دهنده بایستی لولهها را به پایین محفظه منتقل کرد  آرایش شماره و تاثیر قرار دادن لولههای سیال گرم نسبت به حالت قبل در نقاط پایینتر درون محفظه بر یکنواختسازی انتقال حرارت در کل مخزن و بهبود عملکرد مبدل بررسی شده است  سطح مقطع این آرایش در شکل نشان داده شده است  نمودار تغییرات میانگین کسر مایع برای این آرایش در شکل     آمده است که نشان میدهد نرخ انتقال حرارت در آرایش شماره  نسبت به آرایش شماره   بهبود چشمگیری داشته است  در شکل   نکته حائز اهمیت این میباشد که شیب نمودار آرایشهای چهارلولهای در ابتدای تغییر فاز یکسان میباشد  اما در حالت لولههای غیر متقارن نسبت به مرکز  آرایشو   عبور به ناحیه غیرخطی در مقایسه با آرایش  دیرتر صورت میگیرد که منجر به پاسخگویی سریعتر ذخیرهکننده در فرآیند شارژ و استفاده بیشتر از حجم قابل ذخیره در زمان محدود میشود  این موض به دلیل به تاخیر افتادن ذوب کامل  در نواح بالایی و همتراز لولهها قابل توجیه است  با توجه به شکل    میتوان گفت که افزایش تعداد لولههای تنها باعث بهبود در شیب اولیه نمودار میشود و این پایین آوردن لولهها است که میتواند مشکل ذوب نشدن کامل حم را حل کند  نه افزایش تعداد لولههای سیال گرم       آرایش شماره   در آرایش شماره   مشاهده شد  افزایش انتقال حرارت بهه نقاط پایینی پوسته باعث بهبود جریان جابجایی طبیعی میشود  اما با این حال  در پایین و نواحی دیواره و کف محفظه دیرتر از سایر نقاط ذوب شده که باعث کاهش نرخ ذخیره سازی انرژی میشود  در آرایش  با استفاده از پرههای انتقال حرارت به هم متصل شده  تلاش شده است تاثیر انحراف جریانهای جابجایی طبیعی بوسیله پرهها به سمت دیواره پوسته بررسی شود  این پرهها از جنس مس با ضریب هدایت گرمایی     میباشند  شماتیک سطح مقطع این آرایش در شکل  آماده است  با توجه به ضریب هدایت گرمایی نسبتآ بالای پرههای انتقال حرارت  دمای پرهها به سرعت به دمای سطح لولههای کل کص میرسد و در لحظات اولیه  انتقال حرارت با حص جامد که در مجاورت پرهها قرار دارد از طریق فرآیند رسانش افزایش مییابد  نمودار تغییرات میانگین کسر مایع اخم در این آرایش به همراه مقایسه آن با آرایش شماره   در شکل   آمده است  



درمطالعات بسیاری  صرفا به بهبود عملکرد مبدلهای حرارتی نهان با بکارگیری پرههای حرارتی محوری اشاره شده است    اما با توجه به نمودار کسر مایع در شکل   مشاهده میشود که این تاثیر مطلوب با گذشت زمان از بین رفته است و حضور پرهها اش مطلوب خود را خنثی کردهاند  برای بررسی دلیل عدم بهبود نرخ انتقال حرارت در آرایش همراه با پرهها  آرایش    کانتورهای سرعت مطلقق و دما در زمان ثانیه پس از شروع فرآیند در شکل   آمده است  اضافه شدن پرهها باعث گسترش سطح انتقال حرارت با لاحم میشود  اما با گذشت زمان و با گسترش ناحیه حم ذوب شده  حرکت جریانهای جابجایی محدود شده و همانطور که از کانتورهای سرعت مطلق در شکلال  قابل مشاهده است  جریانهای جابجایی طبیعی محدود به قسمتهای کناری محفظه میشود و در ناحیه بین پرههای بالایی و پایینی  سرعت  مایع صفر میشود  پس از آنکه دمای  ذوب شده به دمای سطح لولهها میرسد  به دلیل عدم وجود عامل جریان جابجایی طبیعی  که همان نیروهای بویانسی ناشی از وجود گرادیان دما در راستای عمودی است  سیال در این ناحیه بیحرکت میماند  این بیحرکت شدن منجر به کاهش مساحت اثربخش انتقال حرارت در لولهها میشود  افت نرخ انتقال حرارت تا صفر برای نواحی نزدیک به مرکز لوله پایینی در نمودار شکل و  قابل مشاهده است  در نمودار شکلو  محور افقی  بیانگر تغییرات مقدار شار حرارتی عبوری حول محیط لوله انتقال حرارت پایینی میباشد  همانطور که مشاهده میشود قسمت قابل توجهی از لوله در فرآیند انتقال حرارت شرکت نمیکند  به عبارتی میتوان گفت با وجود افزایش سطح انتقال حرارت کلی با استفاده از پرهها  سطح موثر انتقال حرارت مبدل کاهش پیدا کرده است  باا توجه به آنچه اشاره شد  میتوان گفت برای افزایش انتقال حرارت از سطح لولهها بایستی تا حد امکان مسیر جریانهای جابجایی طبیعی را تسهیل کرد و سرعت جریانهای جابجایی را در نزدیکی لولهها افزایش داد  از اینرو آرایش  پیشنهاد شده است       آرایش شماره   در آرایش شماره  که مشخصات ابعادی آن در شکل   آمده است  مجموع آرایش لولهها مانند آرایش شماره  به سمت پایین و همچنینن لولههای بالایی به اطراف منتقل شدهاند  با توجه به اینکه در آرایشهای قبلی قسمت فوقانی در محفظه زودتر از سایر نقاط ذوب شده است  در این آرایش میتوان با افزایش فاصله لولههای بالایی از مرکز  انتقال حرارت به نقاط پیرامونی را افزایش داد و ذوب کامل  را در قسمتهای فوقانی به تاخیر انداخت تا جریانهای جابجایی طبیعی بهبود یابند  همچنین مسیر جریانهای جابجایی به طرف بالا تسهیل شده است  نمودار شکلل  نشان میدهد که با رشد ناحیه مذاب و پیدایش جریانهای جابجایی طبیعی در ابتدای فرآیند  آرایش  نسبت به آرایشهای چهارلولهای دیگر عملکرد بهتری نشان میدهد  البته همانگونه که در قسمت قبل اشاره شد به دلیل اینکه آرایش   انتقال حرارت جابجایی طبیعی را با مشکل ایجاد میکند در مجم استفاده از آن تاثیر محسوسی بر افزایش نرخ انتقال حرارت ندارد و آرایش  در مجموع بهترین آرایش میباشد  



  نتیجه  ی نتایج حاصل از این پژوهش شامل موارد زیر میباشند:    زمان مورد نیاز برای ذخیره وو ه ظرفیت ذخیرهکننده با افزایش تعداد لولهها از یک لوله به چهار لوله کاهش یافت  در حالتی که لولهها نسبت به مرکز پوسته متقارن چیده شوند  این زمان %هو نسبت به حالت تک لوله کاهش یافت  در حالی که مدت زمان مشابه برای ذخیره این مقدار انرژی  در آرایشی که لولهها نسبت به حالت متقارن پایین آمده است تا کاهش یافت  نتاچ نشان میدهد در صورتیکه علاوه بر پایین آوردن لولهها  لولههای بالایی را به دیواره پوسته نزدیک کنیم تا مسیر جریانهای جابجایی به سمت بالا تسهیل شود  نرخ انتقال حرارت باز هم بهبود مییابد  کاهش نسبت به آرایش تک لولهای  و این حالت بهینه میباشد  و  افزودن پرههای مشترک محوری  آرایشص  میتواند مسیر جریانهای جابجایی طبیعی را محدود کند  و تاثیر افزایش سطح انتقال حرارت را از بین ببرد  برای بهبود عملکرد ذخیرهکنندههای حرارتی پوسته و لولهای بایستی پرهها را به گونهای جایگذاری کرد که مسیر جریانهای جابجایی مختل نشود تا بتوان از مزیت افزایش سطح انتقال حرارت استفاده کرد  این مسئله تنها در پرههای محوری وجود دارد و در پرههای شعاعی دیده نمیشود     بطور کلی بعد از ذوب احم در نواحی هم ارتفاع و بالاتر ازز لولههای سکاکل  نرخ انتقال حرارت به طور فزایندهای کاهش مییابد و نمودار کسر مایع وارد ناحیه غیرخطی میشود  ا  افزایش تعداد لولههای انتقال حرارت تنها باعث افزایش شیب اولیه نمودار کسر مایع در ناحیه خطی میشود و در ناحیه غیرخطی بهبودی مشاهده نمیشود  بنابراین بخش قابل ملاحظه افزایش نرخ ذخیرهسازی در ابتدای فرآیند حاصل میشود  


مطالب پیشنهادی
متأسفانه موردی یافت نشد.
ناحیه کاربری

فرمت ایمیل صحیح نمی باشد. ایمیل خود را وارد نمایید.

رمز عبور خود را وارد نمایید.

گزیده ها
گزیده های پر بیننده ترین اخبار روز و هفته
گزیده های وبگردی و اخبار جذاب
گزیده های وبگردی و اخبار جذاب
گزیده های پر بیننده ترین اخبار روز و هفته
مجله اینترنتی دیتاسرا
کلیه حقوق مادی و معنوی این وبسایت متعلق به گروه نرم افزاری دیتاسرا می باشد.
Copyright © 2015