بررسی اثر پارامتر‌های هندسی بر فرایند انتقال حرارت ماده‌ی تغییر ‌فازدهنده در مبدل حرارتی سه لوله‌ای

در این مقاله به مطالعه‌ی عددی فرایند ذوب ماده‌ی تغییر فاز دهنده در مبدل حرارتی سه لوله‌ای به‌صورت سه‌بعدی پرداخته‌شده است. آب به‌عنوان سیال گرم از میان لوله‌های داخلی و خارجی جریان یافته و فضای موجود میان دو لوله با پارافین (rt82) به‌عنوان ماده‌ی تغییر فاز دهنده پرشده است. هدف‌ اصلی در این پژوهش، بررسی آرایش‌های مختلف پره‌های شعاعی یا قطاعی از پره‌ و تحلیل اثر آن بر فرایند ذوب و مقایسه‌ی آن با مبدل‌های دارای پره‌های طولی متداول پیشین است. نتایج حکایت از آن دارد که شعاع پره و تعداد آن در طول مبدل باید به‌صورت بهینه انتخاب گردد که سبب افزایش انتقال حرارت و عمق نفوذ گرما به ماده‌ی تغییر فاز دهنده شود. قطاعی کردن پره‌های شعاعی باعث توزیع بیشتر سطح انتقال حرارت پره‌های شعاعی به‌صورت موضعی در راستای طول و شعاع مبدل شده که این امر منجر به افزایش انتقال حرارت موضعی در نواحی با گرادیان دمای کمتر و درنهایت کاهش زمان ذوب و ایجاد ذوب یکنواخت‌تر در طول مبدل می‌گردد. در مبدل سه‌لوله‌ای با پره‌های قطاعی در مقایسه با مبدل سه لوله‌ای با پره‌های طولی، زمان ذوب 16/59 درصد کاهش‌یافته است.