عنوان انگلیسی:
Influence of accuracy of thermal property data of a phase change material on the result of a numerical model of a packed bed latent heat storage with spheres
عنوان فارسی:
تاثیر دقت داده های خواص حرارتی یک ماده تغییر فاز دهنده بر روی نتیجه مدل عددی یک منبع ذخیره سازی گرمای نهان با بستر پر شده توسط کپسولهای کروی.
تعداد صفحات مقاله اصلی: 10 صفحه
تعداد صفحات ترجمه: 19 صفحه
سال انتشار: 2005
مجله
Thermochimica Acta 438 (2005) 192–201
Abstract
With the integration of latent-heat thermal energy storage (LHTES) in building services, solar energy and the coldness of ambient air can be efficiently used to reduce the energy used for heating and cooling and to improve the level of living comfort. For this purpose, a cylindrical LHTES containing spheres filled with paraffin was developed. For the proper modelling of the LHTES thermal response the thermal properties of the phase change material (PCM) must be accurately known. This article presents the influence of the accuracy of thermal property data of the PCM on the result of the prediction of the LHTES’s thermal response. A packed bed numerical model was adapted to take into account the non-uniformity of the PCM’s porosity and the fluid’s velocity. Both are the consequence of a small tube-to-sphere diameter ratio, which is characteristic of the developed LHTES. The numerical model can also take into account the PCM’s temperature-dependent thermal properties. The temperature distribution of the latent heat of the paraffin (RT20) used in the experiment in the form of apparent heat capacity was determined using a differential scanning calorimeter (DSC) at different heating and cooling rates. A comparison of the numerical and experimental results confirmed our hypothesis relating to the important role that the PCM’s thermal properties play, especially during slow running processes, which are characteristic for our application.
Keywords: Latent-heat thermal energy storage (LHTES); Phase change material (PCM); Differential scanning calorimeter (DSC); Apparent heat capacity; Packed bed; Numerical model
چکیده
با ادغام منبع ذخیره سازی انرژی حرارتی گرمای نهان (LHTES) در سرویس های ساختمان، می توان به طور موثری از انرژی خورشیدی و سرمای هوای محیط به منظور کاهش مصرف انرژی لازم برای گرمایش و سرمایش و به منظور بهبود سطح آسایش زندگی استفاده نمود. برای این منظور، یک منبع ذخیره سازی انرژی حرارتی گرمای نهان استوانه ای شکل حاوی کره های پر شده با پارافین توسعه داده شد. برای مدل سازی مناسب پاسخ حرارتی منبع ذخیره سازی انرژی حرارتی گرمای نهان، خواص حرارتی ماده تغییر فاز دهنده (PCM) باید به دقت شناخته شود. این مقاله تاثیر دقت داده های خواص حرارتی ماده تغییر فاز دهنده را بر روی نتیجه پیش بینی پاسخ حرارتی این منابع ذخیره سازی انرژی حرارتی گرمای نهان ارائه می کند. یک مدل عددی بستر پر شده اقتباس شد تا اثر غیر یکنواختی تخلخل ماده تغییر فاز دهنده و سرعت سیال را در نظر بگیرد. هر دو مورد، پیامد یک نسبت کوچک قطر استوانه به قطر کره بوده، که مشخصه ای از منبع ذخیره سازی انرژی حرارتی گرمای نهان توسعه یافته می باشند. همچنین مدل عددی می تواند خواص حرارتی وابسته به دمای ماده تغییر فاز دهنده را نیز در نظر بگیرد. توزیع دمای گرمای نهان پارافین (RT20) مورد استفاده در این آزمایش در قالب ظرفیت گرمایی ظاهری با استفاده از یک گرماسنج آنالیز دیفرانسیلی (افتراقی)(DSC)، در نسبت های گرمایش و سرمایش مختلف، تعیین گردید. مقایسه نتایج عددی و تجربی، فرضیه ما را در مورد نقش مهمی که خواص حرارتی ماده تغییر فاز دهنده، به خصوص در طول فرآیندهای در حال اجرای کم سرعت بازی می کند، تایید می نماید، ماده ای که مشخصه ای کاربردی در این آزمایش می باشد.
کلید واژه: منبع ذخیره سازی انرژی حرارتی گرمای نهان (LHTES)؛ ماده تغییر فاز دهنده (PCM)؛ گرماسنج آنالیز دیفرانسیلی (آنالیز افتراقی) (DSC)؛ ظرفیت گرمای ظاهری؛ بستر پر شده؛ مدل عددی
شبیه سازی عددی خواص حرارتی گرمای نهان کپسول های کروی
