بررسی عددی استفاده از پره‌های توپر یا متخلخل برای بهبود انتقال حرارت در یک مبدل حرارتی دولوله‌ای حاوی پی‌سی‌ام‌، مناسب برای مدیریت حرارتی ماهواره‌ها

استفاده از پی‌سی‌ام‌ها گزینه مناسبی در مدیریت حرارتی ماهواره‌ها به‌منظور جلوگیری از افزایش دما و بهبود عمر قطعات الکترونیکی تولید کننده حرارت است. این مواد ضمن تغییر فاز، گرمای نهان را ذخیره و در زمان مناسب انتقال می‌دهند. در این مقاله، به بررسی عددی استفاده از پره‌های متخلخل برای بهبود انتقال حرارت در پی‌سی‌ام‌ها پرداخته شده است. یک پارامتر به نام اثربخشی برای مقایسه طراحی‌های مختلف تعریف شده است. سامانه‌ای که مقدار بزرگ‌تری از این پارامتر را داشته باشد، پی‌سی‌ام بیشتری را در زمان کمتری ذوب می‌کند. هندسه مورد مطالعه یک استوانه تو در تو است که فضای بین آن‌ها با ماده پی سی ام پرشده و دیواره داخلی و خارجی در دمای ثابت هستند. اثر پارامترهای مختلفی نظیر طول و ضخامت پره‌های متخلخل، شرایط مرزی دمایی، جنس پره‌های متخلخل (اثر نفوذپذیری) و نوع پره بررسی شد. نتایج نشان می‌دهد که پره‌های متخلخل به‌خوبی می‌توانند مشکل پخش حرارت درون پی‌سی‌ام را حل کنند. به عنوان مثال هندسه با پنج پره  متخلخل (با طول و ضخامت به ترتیب 45 و 15 میلی‌متر) تقریباً زمان ذوب را به یک سوم کاهش داده و دارای اثربخشی 2٫9 است.

numerical investigation of the use of solid or porous fins to improve heat transfer in an annular heat exchanger: suitable thermal management of satellites

using pcms is a suitable option in the thermal management of satellites to prevent temperature increase and improve the life of electronic components that generate heat. while changing phase, these materials store latent heat and transfer it at the right time. this article has numerically investigated the use of porous fins to improve heat transfer in pcms. a parameter called effectiveness has been defined to compare different designs. a system with a larger value of this parameter melts more pcm in less time. the studied geometry is an annular cylinder. the space between the walls is filled with a pcm, and the inner and outer walls are at a constant temperature. the effect of different parameters, such as the length and thickness of the porous vanes, temperature boundary conditions, the type of porous vanes (permeability effect), and the type of fins, were investigated. the results show that porous blades can improve the problem of heat dissipation inside pcms. for example, in the geometry with five porous fins (with length and thickness of 45 mm and 15 mm, respectively), the melting time is reduced to almost on-third, and it has an efficiency of 2.9.