مجله اینترنتی دیتاسرا
امروز سه شنبه ۲۰ آذر ۱۳۹۷

شبیه سازی عددی عملکرد حرارتی سیستم گرمایش از کف با مواد تغییر فاز محصور (PCM)

شبیه سازی عددی عملکرد حرارتی سیستم گرمایش از کف با مواد تغییر فاز محصور (PCM)

چکیده

در مقاله حاضر، یک نوع از مواد تغییر فاز محصور گرمایش از کف آب گرم دما پایین و همچنین سیستم تابشی خورشیدی مورد بررسی یک ساختار ،PCM  قرار گرفته است . برای به دست آوردن بهترین عملکرد خواص جدید گرمایش ی طراحی گردیده که در آن لوله های انتقال حرارت در یک لایه محصور مواد تغییر فاز بدون بتن ریزی قرار می گیرند . رابطه زمان ذخیره سازی با دمای لایه سطحی کف در دماهای مختلف آب گرم بررسی شده و ،PCM حرارتی تحت دماهای مختلف PCM با استفاده از روش آنتالپی، زمان ذخیره سازی حرارتی آب ذخیره، دبی آب ذخیره، پوشش کف و شرایط عایق مورد مطالعه قرار گرفته است.

مقدمه

PCM به مواد تغییر فاز دهنده گفته می شود. این مواد ترکیبات آلی یا معدنی هستند که قابلیت جذب و ذخیره مقادیر زیادی از انرژی گرمایی را درون خود دارا می باشند. ذخیره انرژی گرمایی در این مواد، طی فرایند تغییر فاز ( جامد به مایع یا بالعکس ) صورت می گیرد. گرمایش ذخیره ای از کف با مواد تغییر فاز، یک فناوری گرمایش پیشرفته می باشد که گرمای نهان را جذب و دمای آن را در زمان تغییر فاز تقریبا ثابت نگه می دارد و دارای ظرفیت ذخیره PCM با استفاده از انرژی بالایی می باشد. این فناوری بخوبی مغایرت عرضه و تقاضای انرژی را برطرف می سازد و به لطف استفاده آن از برق خارج از اوج و انرژی خورشیدی، یکی از بهترین راههای بهبود بهره وری انرژی است. در همین حال، گرمایش ذخیره ای از کف با تغییر فاز، همچنین می تواند دمای محیط را کنترل و آسایش هر چه بیشتر محیط داخلی را فراهم آورد. در نتیجه، این فناوری در حال تبدیل شدن به یک کانون توجه در زمینه معماری صرفه جویی در انرژی می باشد[۳-۷]. درصورت انتخاب نوع صحیح مواد تغییر فاز براساس اقلیم منطقه، تغییرات دمایی منطقه و متناسب با فصل، می توان کاهش ۲۰ درصدی در انرژی مصرفی ساختمان داشت [۱-۲]. مقاله حاضر اثرات عوامل مختلف در گرمایش ذخیره ای از کف با منبع حرارت درونی ( لوله های آب و المنت های الکتریکی)و همچنین عملکرد حرارتی را تحت سه شرط مرزی مختلف ارائه می نماید

مدل ریاضی

ساختار گرمایش از کف با pcm و منبع گرمایی داخلی درشکل ( ۱) نشان داده شده و پارامترهای ترموفیزیکی مواد PCM ساختار گرمایش از کف با انتخاب شده یک نوع هیدرا ت نمک بوده که درجه حرارت تغییر فاز آن PCM . گرمایشی آن در جدول ( ۱) داده شده است بسته بندی می شود . لوله های PCM ، هنگام ذوب و خوردگی بتن PCM حدود می باشد . برای جلوگیری از نشت بسته بندی شده در اطراف لوله های گرم که بالای آنها پوشش کف می باشد ، قرار PCM گرم روی عایق قرار گرفته و در کف منتقل شده و ذخیره می شود وسپس در مواقع نیاز به PCM می گیرد. زمانی که لوله ها گرم می شوند، گرما به اتاق منتشر می شود.

به کمک نظریه انتقال حرارت تغییر فاز، مدل عملکرد حرارتی بر اساس کف ذخیره کننده حرارت تشریح شده در بالا شبیه سازی می گردد . همانند مطالعه سیستم های ذخیره سازی انرژی تغییر فاز، در اینجا نیز اغلب آنتالپی و گرمای ویژه استفاده می شود که گرمای ویژه به طور مستقیم تابع دما می باشد که البته نیازمند مت ابعت از خط جامد - مایع می باشد . بر خلاف گرمای ویژه، آنتالپی تابع گرمای نهان و دما می باشد که با اعمال رابطه دما و گرمای نهان در معادله انرژی، توزیع دما به دست خواهد آمد . تغییر فاز مواد  تغییر فاز pcm اغلب در محدوده دمایی گسترده و نه در یک نقطه دمای خاص رخ می دهد. مزیت آنتالپی آن است که نیاز به متابعت از خط جامد - مایع نبوده و معادله انرژی برای حالت های جامد، جام د - مایع و مایع مناسب می باشد و این امر به طور قابل ملاحظه ای شبیه سازی را ساد ه می سازد و بر این اساس، بویژه برای مدل های چند بعدی مناسب است . به منظور ساد ه سازی شبیه سازی، فرضیات زیر در نظر گرفته می شود:

- انتقال حرارت از پوشش کف PCM بسته بندی شده و عایق حرارت به صورت دو بعدی منظور شده و انتقال حراارت در طول لوله ها نادیده گرفته می شود.

- اطراف لوله های  حرارتی پر از  می باشدPCM  می باشد.

- با چشم پوشی از اثر انتقال حرارت جابجایی در مایع، انتقال حرارت  به صورت هدایتی در نظر گ می شود.

- دمای داخلی ثابت فرض می شود.

- ضریب انتقال حرارت جابجایی بین سطح کف و هوای داخل ثابت در نظر گرفته می شود.

در این مقاله ، شرایط مرزی قطبی به کار برده می شود و معادله گسسته سازی شده به طور جداگانه با توجه به شرط مرزی اول( دمای دیواره ثابت، شرط مرزی دوم ( شار حرارتی یکنواخت) و شرط مرزی سوم ( جابجایی روی سطح ) حل تغییر فاز دهد . واحدهای شبکه کف ذخیره PCM میشود. فرایند ذخیره حرارت زمانی به پایان می رسد که آخرین نقطه در PCM تغییر فاز دهد.



ترجمه و گردآوری: مرتضی پیرعدل - سجاد پیرعدل

دانلود متن کامل


مفهوم اگزرژی (Exergy)، کاربردهای اگزرژی در تحلیل سیستم، یک نمونه تحلیل اگزرژی
فايل پيوست

زمان درج مطلب
۱۳۹۵/۷/۱۳

مفهوم اگزرژی و کاربرد‌های اگزرژی در تحلیل سیستم: زمانی که قانون اول ترمودینامیک به عنوان اصل بقای انرژی بیان می شود، با کمیت اشکال مختلف انرژی سروکار داریم. از دیدگاه ... [ ادامه مطلب ]

پرداخت و دانلود قیمت: 2500 تومان

مکانیک شکست (Fracture Mechanics)
فايل پيوست

مقدمه : یکی از عمده ‌ترین مسائلی که انسان از زمان ساختن ساده‌ترین ابزارها با آن مواجه بوده است پدیده شکست در اجسام می‌باشد و درواقع برای استفاده از مواد ... [ ادامه مطلب ]

پرداخت و دانلود قیمت: 2000 تومان

Stable And Metastable State
فايل پيوست

مقدمه: گیبس در مقاله خود در سال 1873 به نام "روشی در توصیف هندسی خواص ترمودینامیکی مواد در سطوح" خلاصه ‌ای ابتدایی از قوانین معادله‌ی جدیدش را معرفی می‌کند که ... [ ادامه مطلب ]

پرداخت و دانلود قیمت: 1500 تومان

مطالعه عددی ذوب کردن در داخل حلقه‌های افقی متحد المرکز و خارج از مرکز

چکیده: این مقاله، به بررسی عددی روی ذوب مواد تغییرفازدهنده با استفاده از N-eicosane  در داخل یک سیلندر استوانه‌ای می‌پردازد. شبیه سازی عددی برای ذوب مواد تغییرفازدهنده  بین دو استوانه در حالت‌های متحدالمرکز و خارج از مرکز با استفاده از نرم‌افزار فلوئنت که دمای اولیه‌ی آن C˚۱ است. استوانه‌ی داخلی، لوله‌ای با دیواره‌های داغ درنظر گرفته می‌شود در حالی‌که لوله‌ی ... [ ادامه مطلب ]

انرژی خورشیدی و کاربرد های آن در گرمایش،سرمایش و ذخیره سازی انرژی (فصل اول: انرژی خورشیدی)

خورشید منبع عظیم انرژی بلکه سرآغاز حیات و منشاء تمام انرژیهای دیگر است. در حدود ۶۰۰۰ میلیون سال از تولد این گوی آتشین می‌گذرد و در هر ثانیه ۲/۴ میلیون تن از جرم خورشید به انرژی تبدیل می‌شود. با توجه به وزن خورشید که حدود ۳۳۳ هزار برابر وزن زمین است. این کره نورانی را می‌توان به‌عنوان منبع عظیم انرژی ... [ ادامه مطلب ]

شبیه سازی عددی عملکرد حرارتی سیستم گرمایش از کف با مواد تغییر فاز محصور (PCM)

چکیده در مقاله حاضر، یک نوع از مواد تغییر فاز محصور گرمایش از کف آب گرم دما پایین و همچنین سیستم تابشی خورشیدی مورد بررسی یک ساختار ،PCM  قرار گرفته است . برای به دست آوردن بهترین عملکرد خواص جدید گرمایش ی طراحی گردیده که در آن لوله های انتقال حرارت در یک لایه محصور مواد تغییر فاز بدون بتن ریزی ... [ ادامه مطلب ]

دینامیک سیالات محاسباتی‎

فصل اول (معرفی CFD): برای حل جریان حول یک هندسه دلخواه از این روش ها استفاده می شود: روش تجربی، روش تحلیلی، روش عددی یا CFD هر یک از این روش ها کاربرد خاص خود را دارد و از مزایا و معایب خود برخوردار است.در روش تجربی از آزمایشگاه و تونل باد گرفته تا تست های واقعی پرواز استفاده می شود ... [ ادامه مطلب ]

فایل اکسل جامع طراحی دیوار حائل (با در نظر گرفتن نیروی زلزله)
فايل پيوست

تک فایل اکسل طراحی دیوار حائل (با در نظر گرفتن نیروی زلزله) دیوار حائل یا سازه نگهبان بنایی است که به منظور تحمل بارهای جانبی ناشی از خاکریز پشت دیوار، سازه ... [ ادامه مطلب ]

پرداخت و دانلود قیمت: 7500 تومان
 مشخصات کلی: 

گروه: اکسل طراحی

2 فایل اکسل مجزا جهت طراحی فونداسیون تجهیزات افقی، قائم و پیت (Air Separation Units, Heat Exchangers, Drums, Pits...)
فايل پيوست

2 فایل اکسل مجزا جهت طراحی فونداسیونهای تجهیزات: Air Separation Units, Heat Exchangers, Horizontal & Vertical Drums, Pits پالایشگاه ها و مجتمعهای پتروشیمی مجموعه هایی متشکل از تجهیزات گوناگون صنعتی هستند؛ تجهیزاتی ... [ ادامه مطلب ]

پرداخت و دانلود قیمت: 9500 تومان
 مشخصات کلی: 

گروه: اکسل طراحی

3 فایل اکسل مجزا جهت طراحی فونداسیون های تجهیزات دینامیک: Compressors & Pumps (reciprocating & centrifugal), Oil-Water Skid
فايل پيوست

3 فایل اکسل مجزا جهت طراحی فونداسیونهای تجهیزات دینامیک: Compressors & Pumps (reciprocating & centrifugal), Oil / Water Skid در ساخت یک مجتمع پتروشیمی تجهیزات متعددی مورد استفاده قرار می گیرد. برخی از ... [ ادامه مطلب ]

پرداخت و دانلود قیمت: 12500 تومان
 مشخصات کلی: 

گروه: اکسل طراحی

دستورالعمل جامع آشنایی با اصول طراحی سکوهای ثابت فلزی دریایی
فايل پيوست

مجموعه دستورالعمل های ارائه شده در دیتاسرا شامل ضوابط و مراحل تحلیل و طراحی سازه های گوناگون صنعتی و بر اساس الزامات مندرج در آیین نامه های معتبر داخلی و ... [ ادامه مطلب ]

پرداخت و دانلود قیمت: 25000 تومان

دستورالعمل کاربردی و گام به گام طراحی سازه های باز بتنی (پایپ رک ها) و فونداسیون
فايل پيوست

مجموعه دستورالعمل های ارائه شده در دیتاسرا شامل ضوابط و مراحل تحلیل و طراحی سازه های گوناگون صنعتی و بر اساس الزامات مندرج در آیین نامه های معتبر داخلی و ... [ ادامه مطلب ]

پرداخت و دانلود قیمت: 15000 تومان

دستورالعمل طراحی سازه های فولادی به روش DIRECT ANALYSIS METHOD بر اساس آئین نامه AISC با استفاده از نرم افزارهای SAP و ETABS
فايل پيوست

مجموعه دستورالعمل های ارائه شده در دیتاسرا شامل ضوابط و مراحل تحلیل و طراحی سازه های گوناگون صنعتی و بر اساس الزامات مندرج در آیین نامه های معتبر داخلی و ... [ ادامه مطلب ]

پرداخت و دانلود قیمت: 12500 تومان

دستورالعمل طراحی فونداسیون های تجهیزات ارتعاشی (چرخشی، رفت و برگشتی)ـفارسی
فايل پيوست

مجموعه دستورالعمل های ارائه شده در دیتاسرا شامل ضوابط و مراحل تحلیل و طراحی سازه های گوناگون صنعتی و بر اساس الزامات مندرج در آیین نامه های معتبر داخلی و ... [ ادامه مطلب ]

پرداخت و دانلود قیمت: 12500 تومان

تقویت کننده ی شبه تفاضلی کلاس-AB برمبنای اینورتر CMOS برای کاربردهای HF
فايل پيوست

 Abstract This paper presents a CMOS inverter-based c1ass-AB pseudo differential amplifier for HF applications using new sim pIe rail-to-rail CMFB circuit. The proposed circuit em ploys two CMOS inverters and the ... [ ادامه مطلب ]

پرداخت و دانلود قیمت: 5000 تومان

روش جاروب رو به عقب، برای حل پخش بار در شبکه های توزیع
فايل پيوست

Abstract A methodology for the analysis of radial or weakly meshed distribution systems supplying voltage dependent loads is here developed. The solution process is iterative and, at each step, loads are ... [ ادامه مطلب ]

پرداخت و دانلود قیمت: 8000 تومان

بازسازی سه بعدی و تشخیص چهره با استفاده از ICA مبتنی بر هسته و شبکه های عصبی
فايل پيوست

Abstract Kernel-based nonlinear characteristic extraction and classification algorithms are popular new research directions in machine learning. In this paper, we propose an improved photometric stereo scheme based on improved kernel-independent component ... [ ادامه مطلب ]

پرداخت و دانلود قیمت: 9000 تومان

ناحیه کاربری

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

رمز عبور خود را وارد نمایید.

مجله اینترنتی دیتاسرا
کلیه حقوق مادی و معنوی این وبسایت متعلق به گروه نرم افزاری دیتاسرا می باشد.
ایمیل:
support.datasara[AT]gmail[دات]com

Copyright © 2018