Etude d’un système de stockage thermique saisonnier du rayonnement solaire sous forme de chaleur latente

Abstract

إن معظم مواد متغيرة الطور )PCMs )لها موصلية حرارية منخفضة مما يحد من تطبيقها في األنظمة الحرارية. يمكن تحسين الموصلية الحرارية الفعالة عن طريق تضمين الزعانف المعدنية، الجسيمات النانوية، PCM المتعددة، الرغوات المعدنية، أنابيب الحرارة و التقنيات المشتركة. الهدف من هذه الدراسة هو التحقيق في تحسين األداء الح ارري لنظام تخزين ح ارري من نوع قشرة و أنبوب عن طريق تضمين صفائح نانوية من الجرافين (GNPs (المشتتة بكميات صغيرة في 1-تيتراديكانول (C14H30O .(يتم وضع PCM المحسن بالنانو (NPCM (في الفراغ الحلقي (قشرة). باإلضافة إلى ذلك، تم استخدام تقنية مشتركة الجسيمات النانوية/الرغوة المعدنية لتحسين األداء الح ارري لنظام القشرة و األنبوب. تم إج ارء عمليات المحاكاة العددية باستخدام نموذج رقمي يعتمد علىporosity-Enthalpy .تم التحقق من صحة النموذج العددي من خالل المقارنة مع البيانات التجريبية السابقة ذات الصلة. أظهرت النتائج العددية أنه كلما زاد تركيز GNPs انخفضت الطاقة المخزنة. كلما زاد تركيزGNPs كلما قل وقت التفريغ. و لكن أثناء عملية الشحن، قل وقت الذوبان عند زيادة تركيز GNPs من 0 إلى 1 ،%بينما زاد وقت الذوبان بنسبة 1.10 ٪عند زيادة تركيز GNPs من 1 إلى 3 .%بالنسبة لتركيزGNPs الذي يبلغ 3 %ا ً ، كان تحسين معدل انتقال الح اررة محدود بسبب الزيادة الغير مرغوب فيها في اللزوجة و التي أدت إلى ضعف الحمل الطبيعي وبالتالي وقت أطول للشحن. وهكذا، أظهر تركيزGNPs الذي يبلغ 1 %ا أفضل من تركيز ً ح ارري ً أداء 3 .%باإلضافة إلى ذلك، عند استخدام NPCM المسامي يتم قل وقت التصلب الكلي بنسبة تتراوح من 29 %إلى 21 .%بينما قل وقت الذوبان الكلي بنسبة تتراوح من 33 %إلى 33.%تساهم هذه النتائج في تحسين أنظمة تخزين الحرارة. الكلمات الداللية: PCM ،الجسيمات النانوية، الرغوة المعدنية، القشرة و األنبوب، تحسين انتقال الحرارة، ذوبان و تصلب، تخزين الطاقة الحرارية الكامنة (LHTES.