جلسه دفاع پایان نامه کارشناسی ارشد (آقای واهاگان میناسیان)

موضوع:  بررسی تجربی اثر ساختارهای فلزی بر فرآیند ذوب و انجماد مواد تغییر فاز دهنده

ارائه دهنده: واهاگن میناسیان
استاد راهنما: دکتر علی اکبر عالم رجبی
استاد مشاور: دکتر محمدرضا سلیم پور
استادان داور: دکتر محمد رضا توکلی نژاد، دکتر سعید مرتضوی راوری

چکیده
با توجه به افزایش جمعیت و رشد اقتصاد، مصرف انرژی هر روزه رو به افزایش است. از این رو سیستم های ذخیره انرژی و به خصوص سیستم هایی که از مواد تغییر فاز دهنده استفاده می‌کنند، جایگاه ویژه‌ای پیدا کرده‌اند و در حال توسعه می‌باشند. انرژی نهان ماده‌ی تغییر فاز دهنده‌ای که در یک محفظه‌ی بسته می‌باشد، عامل این ذخیره سازی انرژی است. در این پژوهش یک محفظه‌ کروی حاوی مواد تغییرفازدهنده (PCM) طراحی شده و فرآیند ذوب و انجماد ماده تغییر فاز دهنده در آن مورد بررسی قرار گرفته است. برای بهبود انتقال حرارت از یک پره مدوّر با ساختار ψ-شکل که از قبل طراحی و بهینه شده، استفاده شده است. این پره با استفاده از یک الگوریتم که مزیت آن کاهش قابل توجه در هزینه‌های محاسباتی است و می‌توان در مطالعات بهینه سازی از آن استفاده کرد، طراحی شده است. نتایج آزمایشگاهی بدست آمده در مقایسه با نتایج عددی، جواب قابل قبول و مطلوبی داشته است. نتایج نشان داد که استفاده از پره با درصد حجمی 2/3% در محفظه کروی، زمان ذوب و انجماد ماده‌ی تغییر فازدهنده که در این آزمایش پارافین می‌باشد را  به ترتیب حدود 35% و 30% نسبت به حالت بدون پره کاهش می دهد. واضح است اگر درصد حجمی پره زیاد شود زمان ذوب و انجماد بازهم کاهش خواهد یافت، اما با افزایش درصد حجمی پره، حجم مواد تغییر فاز دهنده کاهش می‌یابد و در نتیجه باعث کاهش ظرفیت ذخیره سازی می‌شود. هدف سیستم ذخیره انرژی حرارتی، عملکرد سریع تر با ظرفیت ذخیره سازی بیشتر است، پس انتخاب پره بهینه با درصد حجمی مناسب، بسیار مهم و پر اهمیت است.

کلمات کلیدی: مواد تغییر فاز دهنده،  PCM، محفظه کروی،  سیستم ذخیره انرژی حرارتی، بهینه سازی انتقال حرارت