توضیحات:
در این پروژه شبیه سازی pcm در فلوئنت انجام شده است. مخزن ذخیره حاوی مواد تغییر فاز یا PCM در این پروژه شبیه سازی شده است. مواد تغییر فاز (PCM) می توانند در یک دما یا محدوده دمایی خاص، از یک فاز به فاز دیگر، معمولاً از جامد به مایع یا بالعکس، تبدیل فیزیکی شوند. این ویژگی PCM ها را برای کاربردهای ذخیره انرژی حرارتی ایده آل می کند، زیرا می توانند مقادیر زیادی انرژی را بدون تغییرات دمایی قابل توجه جذب یا آزاد کنند. یکی از مهمترین مزایای استفاده از PCM ها توانایی آنها در ذخیره انرژی کارآمدتر از مواد معمولی مانند آب یا بتن است. این به این دلیل است که PCM ها چگالی ذخیره انرژی بسیار بالاتری دارند، به این معنی که می توانند انرژی بیشتری را در حجم یا جرم کمتر ذخیره کنند. در نتیجه، PCM ها می توانند برای ایجاد سیستم های ذخیره سازی انرژی حرارتی فشرده تر و سبک تر مورد استفاده قرار گیرند، که می تواند به ویژه در کاربردهایی که فضا محدود است یا وزن نگران کننده است مفید باشد.
PCM ها مدت زیادی است که وجود داشته اند، اما استفاده از آنها با تکنیک های مبتکرانه حفظ انرژی افزایش یافته است. ایده صرفه جویی در انرژی به دلیل نیاز به کاهش ردپای کربن و یافتن جایگزین های انرژی پاک تر رایج شده است. نقش PCM ها در ارائه راه حل های کارآمد انرژی به طور فزاینده ای مهم شده است. PCM ها در کاربردهای مختلف مورد استفاده قرار می گیرند و مزایای صرفه جویی در انرژی و پایداری را ارائه می دهند. به عنوان مثال می توان به ذخیره انرژی حرارتی برای سیستم های گرمایش و سرمایش ساختمان، کاربردهای تبرید، ذخیره سازی سرد و کاربردهای نساجی در لباس برای تنظیم گرمای بدن اشاره کرد.
کاربردهای PCM ها متنوع است و ویژگی های آنها در مناسب بودن آنها برای محیط های مختلف موثر است. دمای تغییر فاز (PCT) ضروری است و رفتار حرارتی ماده را تعیین می کند. گرمای نهان همجوشی (LHF) یکی دیگر از ویژگی های مهمی است که پتانسیل ذخیره انرژی ماده را مشخص می کند. PCM ها بر اساس ترکیب شیمیایی دارای مقادیر مختلف PCT و LHF هستند که آنها را برای کاربردهای مختلف ایده آل می کند. به عنوان مثال، موم پارافین دارای PCT پایین 40-60 درجه سانتیگراد است که آن را برای کاربردهای ساختمانی مانند سیستم های گرمایش از کف ایده آل می کند. در مقابل، Ice دارای مقدار LHF بالای 335 J/g است که آن را برای یخچال مناسب می کند.
روش های استفاده شده:
در این پروژه تانک شبیه سازی شده دارای 3 تانک کوچک pcm است. هندسه ی این پروژه توسط نرم افزار space claim ترسیم شده است.شبکه بندی این هندسه توسط نرم افزار Ansys meshing انجام شده وتعداد المان های مورد استفاده شده برای این پروژه 232217 عدد است.
در این پروژه مدل solidification & melting به منظور شبیه سازی مواد pcm فعال شده است و از حلگر coupled به منظور کوپل کردن سرعت و فشار در معادلات استفاده شده است.
نتیجه:
پس از انجام شبیه سازی می توانیم کانتور های سرعت و فشار و دما و کسر حجمی مایع و جامد را در مواد تغییر فاز دهنده مشاهده بکنیم.