بررسی عددی تأثیر مواد تغییر فاز دهنده حاوی نانو ذرات لوله کربنی چند جداره در بهبود عملکرد چاه حرارتی تجهیزات الکتریکی

Abstract

چاه‌های حرارتی همواره در خنک‌سازی تجهیزات الکتریکی نقش مهمی ایفا می‌کنند. دراین پژوهش در یک رویکرد جدید از پارافین به عنوان ماده تغییر فاز دهنده با توجه به محدوده دمای تغییر فاز مناسب با نانوذرات لوله کربنی چند جداره به‌صورت همگن در یک چاه حرارتی استفاده شده است. برای مدل‌سازی و حل معادلات حاکم از نرم‌افزار انسیس فلوئنت با روش حجم محدود و الگوریتم پیزو استفاده‌شده است. فرآیند ذوب ماده تغییر فاز دهنده به‌صورت عددی با اعمال سه شار حرارتی 10000، 20000 و 30000 وات بر مترمربع به کمک روش آنتالپی-تخلخل در فضای سه‌بعدی بررسی شده‌است. بر اساس نتایج به‌دست آمده در حین فرآیند تغییر فاز، اضافه نمودن نانو‌ذرات با درصدهای حجمی 4، 6 و 8 درصد، عملکرد بهتری در جهت کاهش دمای تغییر فاز داشته‌است. پس از اتمام فرآیند تغییر فاز تغییر فاز، افزایش درصد حجمی نانو ذرات همیشه تاثیر مثبتی نداشته و از میان گزینه‌های پیشنهادی نانوذره با کسر حجمی 4 درصد بهترین عملکرد را داشته است. ایجاد این شرایط ناشی از افزایش انتقال حرارت هدایتی در ماده تغییر فاز دهنده بدلیل کاهش‌ لزجت می‌باشد. به طور کلی افزودن 8 درصد نانوذره، زمان ذوب کامل را 15 درصد نسبت به ماده تغییر فاز دهنده خالص افزایش‌ داده است.

Keywords

• انتقال حرارت
• فرآیند ذوب
• شبیه سازی عددی
• مواد تغییر فازدهنده
• نانو لوله کربنی چندجداره