TR
EN
Faz değişim malzemesi ile çift borulu gizli ısı depolamada kanat yerleşim düzeninin erime performansı üzerine etkisi
Öz
Enerji depolama teknolojileri, enerji kaynaklarının verimli kullanımı ve sürdürülebilirlik açısından giderek daha önemli hale gelmektedir. Bu bağlamda, faz değişim malzemeleri (FDM'ler), yüksek enerji yoğunlukları ve sabit sıcaklıklarda enerji depolama kapasiteleriyle öne çıkmaktadır. FDM’lerin düşük ısıl iletkenlikleri, bu malzemelerin pratik uygulamalarda ve ticari kullanımlarda karşılaştığı en büyük zorluklardan biridir. Bu nedenle, FDM ile enerji depolama sistemlerinde ısıl iletkenliği artırmak amacıyla kanat kullanımı, nano partikül eklenmesi ve metal köpük uygulamaları gibi çeşitli yöntemler geliştirilmiştir. Bu çalışmada da kanat kullanımı tercih edilmiş ancak literatür çalışmalarından farklı olarak kanatçıklar FDM haznesinin alt ve üst bölgelerinde farklı oranlarda yoğunlaştırılmış ve bu düzensiz kanat dağılım oranlarının doğal konveksiyon akışına ve şarj süresine etkileri birlikte incelenmiştir. Bu doğrultuda beş farklı kanat yerleşim konfigürasyonu modellenmiştir. Modeller için sayısal analizler iki boyutlu ve zamana bağlı olarak gerçekleştirilmiştir. Erime analizlerinin gerçekleştirilmesinde entalpi-porozite yöntemi kullanılmıştır. Parametrik analizler sonucunda, kanatların tümünün alt bölgeye yoğunlaştırıldığı konfigürasyonun en iyi erime performansı gösterdiği ve şarj süresini temel duruma göre %27,2 oranında kısalttığı belirlenmiştir.
Anahtar Kelimeler
References
- Chebli, F., and Mechighel, F. (2025) Phase change materials: classification, use, phase transitions, and heat transfer enhancement techniques: a comprehensive review, Journal of Thermal Analysis and Calorimetry, 1-59.
- Wu, S., Yan, T., Kuai, Z., and Pan, W. (2020) Thermal conductivity enhancement on phase change materials for thermal energy storage: A review, Energy Storage Materials, 25: 251-295.
- Choure, B. K., Alam, T., and Kumar, R. (2023) A review on heat transfer enhancement techniques for PCM based thermal energy storage system, Journal of Energy Storage, 72, 108161.
- Abdulateef, A. M., Mat, S., Sopian, K., Abdulateef, J., and Gitan, A. A. (2017) Experimental and computational study of melting phase-change material in a triplex tube heat exchanger with longitudinal/triangular fins, Solar Energy, 155: 142-153.
- Sarani, I., Payan, S., Nada, S. A., and Payan, A. (2020) Numerical investigation of an innovative discontinuous distribution of fins for solidification rate enhancement in PCM with and without nanoparticles, Applied Thermal Engineering, 176: 115017.
- Mahdi, J. M., Lohrasbi, S., Ganji, D. D., and Nsofor, E. C. (2018) Accelerated melting of PCM in energy storage systems via novel configuration of fins in the triplex-tube heat exchanger, International Journal of Heat and Mass Transfer, 124: 663-676.
- Hajizadeh, M. R., Keshteli, A. N., and Bach, Q. V. (2020) Solidification of PCM within a tank with longitudinal-Y shape fins and CuO nanoparticle, Journal of Molecular Liquids, 317: 114188.
- Patel, J. R., Rathod, M. K., and Sheremet, M. (2022) Heat transfer augmentation of triplex type latent heat thermal energy storage using combined eccentricity and longitudinal fin, Journal of Energy Storage, 50: 104167.
Details
Primary Language
Turkish
Subjects
Energy Generation, Conversion and Storage (Excl. Chemical and Electrical) , Numerical Methods in Mechanical Engineering
Journal Section
Research Article
Publication Date
June 26, 2025
Submission Date
January 20, 2025
Acceptance Date
February 14, 2025
Published in Issue
Year 1970 Volume: 2 Number: 1