بررسی پارامترهای هندسی و جریانی بر روی رفتار ذوب ماده تغییر فاز دهنده در مبدل حرارتی دو لوله ‏ای

در این مقاله به بررسی عددی رفتار ذوب ماده تغییر فاز دهنده در یک مبدل دو لوله‏ای افقی سه بعدی پرداخته شده است. فضای داخلی بین پوسته و لوله با rt50 به عنوان ماده ‏تغییر ‏فاز ‏دهنده پر شده و آب به عنوان سیال گرم در لوله داخلی جریان دارد. هدف از این مطالعه بررسی تاثیر خروج از مرکزیت لوله داخلی با تغییر موقعیت آن در راستای عمودی به عنوان یک پارامتر هندسی و هم‏چنین تاثیر دما و دبی سیال ورودی به عنوان پارامترهای جریانی بر روی رفتار ذوب ماده تغییر فاز دهنده می‏باشد. به منظور مدل‏سازی فرآیند تغییر فاز از روش آنتالپی متخلخل استفاده شده است. مشاهده می‏گردد در ابتدای فرآیند ذوب، هدایت مکانیزم غالب انتقال حرارت بوده و با گذشت زمان جابه‏جایی طبیعی مکانیزم اصلی انتقال حرارت می‏گردد. نتایج نشان می‏دهد که با افزایش خروج از مرکزیت، ناحیه غالب مربوط به جابه‏جایی طبیعی بیشتر شده و سرعت نفوذ جبهه ذوب افزایش یافته که این امر موجب کاهش قابل توجهی در زمان ذوب می‏گردد. افزایش دمای سیال ورودی از 70 به 75 و 80 درجه سانتی گراد باعث کاهش زمان ذوب تا 16 و 27 درصد می‏گردد. هم‏چنین افزایش رینولدز سیال ورودی از 1000 به 1500 و 2000 به ترتیب باعث کاهش زمان ذوب تا 1 و 3 درصد می‏شود. این نتایج نشان می‏دهد که افزایش دمای سیال ورودی تاثیر بیشتری را نسبت به افزایش دبی در کاهش زمان ذوب دارد.