تعداد نشریات | 43 |
تعداد شمارهها | 1,275 |
تعداد مقالات | 15,744 |
تعداد مشاهده مقاله | 51,862,868 |
تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 14,688,314 |
روش نوینی جهت بررسی آزمایشگاهی ذوب نامقید پارافین بر اساس تکنیک پردازش تصویر و مقایسه با نتایج مدلسازی عددی | ||
مهندسی مکانیک دانشگاه تبریز | ||
دوره 54، شماره 1 - شماره پیاپی 106، اردیبهشت 1403، صفحه 121-129 اصل مقاله (3.22 M) | ||
نوع مقاله: مقاله پژوهشی | ||
شناسه دیجیتال (DOI): 10.22034/jmeut.2024.59066.3334 | ||
نویسندگان | ||
اشکان بروجردیان1؛ حسین نعمتی* 2؛ احسان سلاحی3 | ||
1دانشجوی دکتری، گروه مهندسی مکانیک، واحد مرودشت، دانشگاه آزاد اسلامی، مرودشت، ایران | ||
2دانشیار، گروه مهندسی مکانیک، واحد مرودشت، دانشگاه آزاد اسلامی، مرودشت، ایران | ||
3استادیار، گروه مهندسی مکانیک، واحد مرودشت، دانشگاه آزاد اسلامی، مرودشت، ایران | ||
چکیده | ||
بر اساس شواهد تجربی، وجود ترموکوپل در مواد تغییر فاز دهنده جامد بر نتایج تأثیر میگذارد و رژیم ذوب را از ذوب نامقید به ذوب مقید تغییر می دهد. در این مطالعه، روش جدیدی برای اندازه گیری مستقیم کسر جرمی مایع مواد تغییر فاز دهنده در طول ذوب بر اساس تکنیک پردازش تصویر پیشنهاد شد. در این روش در زمان های متوالی تصاویری از فرآیند ذوب در شرایط کنترل شده تهیه می شود. با انجام تکنیک های پردازش تصویر، مرز هسته جامد تعیین می شود و مساحت ناحیه محصور محاسبه و بر سطح اولیه فاز جامد تقسیم می شود. این روش برای ذوب نامقید پارافین در داخل یک سیلندر افقی اعمال شد. مساله نیز به صورت عددی با روش چند فازی (VOF) شبیهسازی شد و تغییر در حجم کل پارافین (مجموع حجم فازهای جامد و مایع) به دلیل تفاوت بین چگالی جامد و مایع لحاظ گردید. تطابق خوبی بین نتایج عددی و تجربی مشاهده شد. شکل و اندازههای هسته جامد در تصاویر تجربی و نتایج عددی در زمانهای مختلف به خوبی مطابقت دارند. | ||
کلیدواژهها | ||
مواد تغییر فاز دهنده؛ پردازش تصویر؛ جریان چند فازی؛ اندازه گیری بدون تماس؛ ذوب نامقید؛ ذوب مقید | ||
مراجع | ||
[1] اشرفی م، محمدیون ح، دیبایی م.ح، محمدیون م. بهبود عملکرد گردآور خورشیدی و افزایش بهره وری انرژی خورشید با بکارگیری مواد تغییر فازی. مجلۀ مهندسی مکانیک دانشگاه تبریز. 1400، د. 51، ش. 94، ص 29-38. [2] گشایشی ح.ر، ادیبی طوسی س.س، رستمی م، جعفری ا. تحقیق آزمایشگاهی جهت بهبود بازدهی آب شیرین کن خورشیدی پلکانی با استفاده از پارافین/اکسید گرافن. مجلۀ مهندسی مکانیک دانشگاه تبریز. 1400، د. 51، ش 2، ص. 269-273. [3] گچکاران آ، جدا ف. طراحی و بهینهسازی یکپارچه آبشیرینکن خورشیدی با ذخیرهسازی انرژی گرمایی به کمک مواد تغییر فاز دهنده. مجلۀ مهندسی مکانیک دانشگاه تبریز. 1398، د. 49، ش. 1، ص. 235-244. [4] حسین زاده م، علیزاده مؤمن ص، میرزابابائی س.م، زمانی ح، کیانی فر ع. بررسی تجربی پختوپز در داخل ساختمان با استفاده از یک اجاق خورشیدی غیرمستقیم همراه با مواد ذخیره کننده حرارت. مجلۀ علمی پژوهشی مکانیک سازه ها و شاره ها. 1400، د. 11، ش. 3، ص. 207-219. [5] عبدی علمی ا، میر عبداله لواسانی آ، نیمافر س، م. بررسی عددی تأثیر مواد تغییر فاز دهنده حاوی نانو ذرات لوله کربنی چند جداره در بهبود عملکرد چاه حرارتی تجهیزات الکتریکی. مجلۀ علمی پژوهشی مکانیک سازه ها و شاره ها. 1402، د. 13، ش. 1، ص. 25-41. [6] میراحمد ع، صدرعاملی س.م. مطالعه عددی و شبیهسازی عملکرد یک مبدل حرارتی پر شده با ماده تغییرفاز برای سامانه تهویه مطبوع یک منزل مسکونی در مناطق گرم و خشک ایران. مجلۀ مهندسی و مدیریت انرژی. 1394، د. 5، ش. 2، ص. 42-51. [7] عصارزاده نوشآبادی ح.ر، مدح خوان م. مطالعۀ عددی گرادیان حرارتی و انرژی عبوری از دیوارهای پیرامونی ساختمان دارای مواد تغییر فاز دهنده(PCM) در شرایط دمایی گرم کاشان. مجلۀ مهندسی و مدیریت انرژی. 1400، د. 11، ش. 2، ص. 82-91. [8] حجت محمدی س.م. امکانسنجی فنی و اقتصادی بکارگیری مواد تغییر فاز دهنده در ترکیب سیستمهای سرمایش تراکمی و سرمایش آزاد، مطالعه موردی: یک ساختمان مسکونی در شهر کرمان. مجلۀ علمی پژوهشی مکانیک سازه ها و شاره ها. 1401، د. 12، ش. 1، ص. 51-66. [9] رستمیان ف، اعتصامی ن، حقگو م. کنترل دمای برد الکترونیکی با بکارگیری چاه گرمایی حاوی ماده تغییر فاز دهنده استئاریک اسید. مجلۀ مهندسی مکانیک دانشگاه تبریز. 1400، د. 51، ش. 4، ص. 433-441. [10] براری ب، رنجبر ع.ا. شبیه سازی عددی ذخیره کننده های حرارتی با استفاده از ماده تغییر فاز دهنده. مجلۀ علمی پژوهشی مکانیک سازه ها و شاره ها. 1396، د. 7، ش. 2، ص. 189-213. [11] عیسی پور درزی م، حسینی کهساری س.م.ج، رنجبر ع.ا، پهم لی ی. اثر افزایش تعداد و چیدمان لوله های سیال گرم بر رفتار ذوب ماده تغییر فاز دهنده در مبدل حرارتی سه لوله ای. مجلۀ علمی پژوهشی مکانیک سازه ها و شاره ها. 1395، د. 6، ش. 4، ص. 249-262. [12] Nemati H, Souriaee V, Habibi M, Vafai K. Pore-scale and volume-averaged simulations of phase change material melting: A comparison between local and nonlocal thermal equilibrium. Numerical Heat Transfer, Part A: Applications. 2023 Dec;84(11):1323-37. [13] Nemati H, Souriaee V, Habibi M, Vafai K. Design and Taguchi-based optimization of the latent heat thermal storage in the form of structured porous-coated pipe. Energy. 2023 Jan ;263:125947. [14] Nicholls RA, Moghimi MA, Griffiths AL. Impact of fin type and orientation on performance of phase change material-based double pipe thermal energy storage. Journal of Energy Storage. 2022 Jun;50:104671. [15] Nemati H, Habibi M. Analytical and numerical analysis of phase change material solidification in partially filled capsules considering breathing vent. Journal of Energy Storage. 2021 Aug;40:102725. [16] Hosseinizadeh SF, Darzi AR, Tan FL, Khodadadi JM. Unconstrained melting inside a sphere. International Journal of Thermal Sciences. 2013 Jan;63:55-64. [17] Al-Abidi AA, Mat S, Sopian K, Sulaiman MY, Mohammad AT. Internal and external fin heat transfer enhancement technique for latent heat thermal energy storage in triplex tube heat exchangers. Applied thermal engineering. 2013 Apr;53(1):147-56. [18] Abdulateef AM, Mat S, Sopian K, Abdulateef J, Gitan AA. Experimental and computational study of melting phase-change material in a triplex tube heat exchanger with longitudinal/triangular fins. Solar Energy. 2017 Oct;155:142-53. [19] Zhao CY, Lu W, Tian Y. Heat transfer enhancement for thermal energy storage using metal foams embedded within phase change materials (PCMs). Solar energy. 2010 Aug;84(8):1402-12. [20] Tian Y, Zhao CY. A numerical investigation of heat transfer in phase change materials (PCMs) embedded in porous metals. Energy. 2011 Sep;36(9):5539-46. [21] Assis E, Katsman L, Ziskind G, Letan R. Numerical and experimental study of melting in a spherical shell. International Journal of Heat and Mass Transfer. 2007 May;50(9-10):1790-804. [22] Archibold AR, Rahman MM, Goswami DY, Stefanakos EK. Analysis of heat transfer and fluid flow during melting inside a spherical container for thermal energy storage. Applied Thermal Engineering. 2014 Mar;64(1-2):396-407. [23] Pan C, Charles J, Vermaak N, Romero C, Neti S, Zheng Y, Chen CH, Bonner III R. Experimental, numerical and analytic study of unconstrained melting in a vertical cylinder with a focus on mushy region effects. International Journal of Heat and Mass Transfer. 2018 Sep;124:1015-24. [24] Tan FL. Constrained and unconstrained melting inside a sphere. International Communications in Heat and Mass Transfer. 2008 Apr;35(4):466-75. [25] Churchill SW, Chu HH. Correlating equations for laminar and turbulent free convection from a horizontal cylinder. International journal of heat and mass transfer. 1975 Sep;18(9):1049-53. | ||
آمار تعداد مشاهده مقاله: 180 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 39 |