خنک‌کاری مجموعه باتری‌های لیتیوم-یون بااستفاده از نانوسیال توسط چاه حرارتی

Abstract

در پژوهش حاضر خنک­کاری مجموعه­ای از باتری‌های لیتیوم- یون (انباره)، توسط چاه حرارتی (heat sink) میکروکانالی دارای میکرولوله­های موجی‌شکل به‌همراه نانوسیال نقره- (آب- اتیلن گلیکول50%) بررسی شده‌است. برای حل معادلات و کوپل میدان سرعت و فشار، از نرم­افزار انسیس- فلوئنت و روش سیمپل (Simple) استفاده شده‌است. نتایج نشان می‌دهد، این سیستم می­تواند دمای انبارۀ لیتیوم- یون را بین 295 تا 305 درجۀ کلوین حفظ کند و در تمام غلظت­های مطالعه‌شده، ماکزیمم اختلاف دمایی در سطح انباره، به‌ترتیب 5 و 7 درجۀ کلوین است. هم‌چنین مشخص شد که افزایش غلظت نانوسیال دمای یکنواخت­تری را برای انباره فراهم می­آورد و در رینولدزهای بالاتر، اگرچه توزیع دما یکنواخت­تر است اما افزایش غلظت نانوسیال اثر محسوسی ندارد، مثلا ًدر 300Re = با افزایش غلظت از صفر تا 1%، بهبود یکنواختی دمای سطح 5/4% است. از طرفی افزایش عدد رینولدز بر قدرت پمپاژ سیال خنک­کننده تأثیر منفی دارد. هم‌چنین نرخ تولید آنتروپی حرارتی و اصطکاکی با افزایش کسر حجمی نانوذرات کاهش می‌یابد به‌طوری‌که در غلظت 1% میزان کاهش آنتروپی اصطکاکی نسبت‌به سیال خالص برابر 9% است.

Keywords

• خنک‌کاری
• باتری‌های لیتیوم- یون
• چاه حرارتی
• موجی‌شکل
• میکروکانال
• میکرولوله
• نانوسیال