تحلیل اثر زاویه قرارگیری محفظه بر انتقال حرارت تغییر فاز درون یک محفظه بسته با استفاده از فرمولاسیون آنتالپی تخلخل

در این مقاله با استفاده از یک حل عددی اثر زاویه محفظه بر روی شبیه‌سازی رفتار ذوب یک ماده تغییر فاز دهنده مورد بررسی قرار می‌گیرد. در مسئله مورد بررسی، یک گرم‌کن در دیواره سمت چپ قرار گرفته است. دیواره سمت راست و دیواره‌های افقی به ترتیب در دمای پایین‌تر از دمای ذوب و عایق حرارتی فرض شده‌اند. معادلات حاکم بر مسئله در ابتدا با یکدیگر کوپل شده اند، سپس به شکل بی بعد خود انتقال یافته اند و در نهایت به روش المان محدود با استفاده از کدنویسی کامپیوترسلوشن و زبان متلب حل شده است. در روش حاضر شبکه محاسباتی به صورت ثابت در نظر گرفته شده و به منظور مدل‌سازی فرآیند تغییر فاز از روش آنتالپی متخلخل استفاده شده است. در مدل حاضر جریان سیال در منطقه خمیری به عنوان جریان در یک محیط متخلخل در نظر گرفته شده است. زوایای 0 تا 60 درجه به‌منظور بررسی تاثیر زاویه محفظه بر رفتار ذوب ماده تغییر فاز دهنده مورد بررسی قرار گرفتند. نتایج نشان می‌دهند که افزایش زاویه محفظه از 0 تا 60 درجه، سبب رفتار ذوب یکنواخت‌تری شده و میزان انتقال حرارت و نهایتاً میزان کسر فاز مایع را افزایش می‌دهد و در نتیجه افزایش زاویه محفظه می‌تواند کنترل بسزایی بر روی فرآیند ذوب در فرآیند‌های تولید داشته باشد.

Analysis of the inclination angle on the phase change heat transfer in an enclosure using the enthalpy-porosity formulation

This paper present a numerical study aimed at understanding the impact of the inclination angle on simulated phase change heat transfer. A heater was on the left wall. The right wall and horizontal walls are assumed at temperature lower than the melting temperature and thermal insulation, respectively. The governing equations of the problem, at first are coupled with each other, then transferred to the nondimensional form, finally are solved by the aid of a finite element code written in MATLAB programing language associated with computer solution subroutines. In the present solution approach, computational grid is considered to be fixed and the enthalpyporosity model is employed for modeling phase change process. This approach models fluid flow within the mushy region as flow through a porous medium. In this problem the angles 0 to 60 to evaluate the effect of melting behavior the phase change material have been investigated. Numerical results show that increasing inclination angle from 0 ° to 60 ° degrees, due to melting behavior uniform and thus increase the inclination angle could have a significant impact on the melting control in the production processes.