روش نوینی جهت بررسی آزمایشگاهی ذوب نامقید پارافین بر اساس تکنیک پردازش تصویر و مقایسه با نتایج مدلسازی عددی

بر اساس شواهد تجربی، وجود ترموکوپل در مواد تغییر فاز دهنده جامد بر نتایج تاثیر می‌گذارد و رژیم ذوب را از ذوب نامقید به ذوب مقید تغییر می دهد. در این مطالعه، روش جدیدی برای اندازه گیری مستقیم کسر جرمی مایع مواد تغییر فاز دهنده در طول ذوب بر اساس تکنیک پردازش تصویر پیشنهاد شد. در این روش در زمان های متوالی تصاویری از فرآیند ذوب در شرایط کنترل شده تهیه می شود. با انجام تکنیک های پردازش تصویر، مرز هسته جامد تعیین می شود و مساحت ناحیه محصور محاسبه و بر سطح اولیه فاز جامد تقسیم می شود. این روش برای ذوب نامقید پارافین در داخل یک سیلندر افقی اعمال شد. مساله نیز به صورت عددی با روش چند فازی (vof) شبیه‌سازی شد و تغییر در حجم کل پارافین (مجموع حجم فازهای جامد و مایع) به دلیل تفاوت بین چگالی جامد و مایع لحاظ گردید. تطابق خوبی بین نتایج عددی و تجربی مشاهده شد. شکل و اندازه‌های هسته جامد در تصاویر تجربی و نتایج عددی در زمان‌های مختلف به خوبی مطابقت دارند.

a novel method for experimental investigation of the paraffin unconstrained melting based on image processing technique and comparison with numerical results

based on experimental evidence, the presence of thermocouples in solid phase change materials affects the results and changes the melting regime from unconstrained melting to constrained melting. in this study, a new method for direct measurement of liquid mass fraction of phase change materials during melting was proposed based on the image processing technique. in this method, images of the melting process are prepared in controlled conditions at successive times. by performing image processing techniques, the boundary of the solid core is determined and the enclosed surface area is calculated and divided by the initial surface of the solidphase. this method was applied to unconfined paraffin melting inside a horizontal cylinder. the problem was also numericallysimulated by the multi-phase method (vof) and the change in the total volume of paraffin (total volume of solid and liquid phases) due to the difference between solid and liquid density was taken into account. a good agreement between numerical and experimental results was observed. the shape and sizes of the solid core in the experimental images and the numerical results at different times match well.