بررسی تأثیر استفاده از نانو ذرات بر انتقال حرارت در سیستم انرژی مواد تغییر فاز دهنده

فایل زیر شامل

۱- عدد فایل ورد(قابل ویرایش) پایان نامه ارشد به همراه فایل پی دی اف به تعداد ۱۰۰ صفحه است.

 

عنوان پایان نامه:

بررسی تأثیر استفاده از نانو ذرات بر انتقال حرارت در سیستم انرژی مواد تغییر فاز دهنده

چکیده

با توجه به اینکه ناهماهنگی میان عرضه و تقاضای انرژی، میزان بهره‌وری از آن را کاهش می‌دهد. ذخیره‌سازی انرژی روش مناسبی برای کاهش این ناهماهنگی می‌باشد که انواع مختلفی دارد؛ از قبیل الکتریکی، مکانیکی، حرارتی و شیمیایی. ذخیره‌سازی انرژی به‌وسیله متناسب کردن میزان عرضه، ثبات سیستم‌های انرژی را افزایش می‌دهد و این‌گونه باعث عملکرد بهتر آن‌ها می‌شود. در کار حاضر به بررسی استفاده پی سی ام در ذخیره سازی انرژی پرداخته‌شده است و نتایج به این صورت است که استفاده از نانوذره در حالتی که فقط انتقال حرارت هدایتی تنها باشد تا ۳۸ دقیقه (۶٫۷ درصد) در زمان شارژ سیستم صرفه‌جویی شده است و همچنین استفاده از انتقال حرارت میکس به‌جای هدایتی (خالص) تا ۴۸ دقیقه (۹٫۳ درصد) در زمان شارژ صرفه‌جویی شده است. استفاده از نانوذره درحالی‌که از انتقال حرارت میکس استفاده‌ شود تا ۳۵ دقیقه (۱۱٫۱ درصد) توانسته است در زمان صرفه‌جویی کند. و در زمان دشارژ سیستم پارامترهای مختلفی تأثر گذار بودند که اثر نانو ذرات تا ۳۸ دقیقه (۱۲٫۰۳ درصد) صرفه‌جویی در زمان  است. بعد از تخلیه پی سی ام دما به حالت پایداری رسیده است و همین‌طور در مطالعات نشان داده‌شده مغشوش کردن جریان و حرکت ادی های مغشوش خیلی از اثر نانو ذرات بیشتر است.

 

کلید واژگان: ذخیره سازی انرژی، مواد تغییر فاز دهنده، pcm، نانو سیال، پارافین

فهرست مطالب

عنوان                                                                                                                              صفحه

فصل اول: کلیات……………………………………………………………………………………………………………………………………………..۱

۱-۱-مقدمه…………………………………………………………………………………………………………………………………………………….۱

۱-۲-بیان مسئله…………………………………………………………………………………………………………………………………………….۵

۱-۳-فرضیه…………………………………………………………………………………………………………………………………………………….۶

۱-۴-اهداف…………………………………………………………………………………………………………………………………………………….۶

۱-۵-ساختار پایان نامه………………………………………………………………………………………………………………………………….۶

فصل دوم: پیشینه تحقیق……………………………………………………………………………………………………………………………..۸

۲-۱- مقدمه…………………………………………………………………………………………………………………………………………………….. ۹

۲-۱-۱- سیستم‌های ذخیره انرژی با محیط متخلخل. ۱۶

۲-۲-۲- سیستم‌های ذخیره انرژی سه لوله‌ای با پره و بدون پره ۱۸

۲-۱-نوع آوری کارحاضر ۳۰

فصل سوم:روش شناسی ……………………………………………………………………………………………………………………………….۳۱

۳-۱-تعریف مساله………………………………………………………………………………………………………………………………………۳۲

۳-۲- معادلات حاکم بر مساله. ۳۳

۳-۲-۲- معادلات حاکم و شرایط مرزی برای ماده تغییر فاز ۳۴

۳-۲-۲-۱- الف معادله پیوستگی. ۳۵

۳-۳-۲- معادلات حاکم و شرایط مرزی برای حوزه جامد. ۴۱

۳-۳-۴-معادلات حاکم و شرایط مرزی برای سیال انتقال دهنده حرارت.. ۴۱

۳-۳-۴-۱-ب- معادله مومنتوم. ۴۲

۳-۳-۴-۲-معادله انرژی برای حوزه سیال. ۴۲

۳-۳-۴-۳- شرایط مرزی برای پوسته. ۴۲

۳-۳-۴-۴-  شرایط مرزی برای فصل مشترک‌ها ۴۳

۳-۴- خواص ترموفیزیکی نانوسیال. ۴۳

۳-۴-۱- ظرفیت گرمایی ویژه ۴۳

۳-۴-۲-ویسکوزیته. ۴۴

۳-۵- معادلات بی بعد حاکم. ۴۶

۳-۶- قوانین ترمودینامیکی حاکم در مسئله حاضر ۴۷

۳-۶-روش حل در نرم افزار ۴۷

فصل چهارم: نتایج و بحث و بررسی.……………………………………………………………………………………………………۴۹

۴-۱- مقدمه………………………………………………………………………………………………………………………………………………..۵۰

۴-۲- استقرار از شبکه و استپ زمانی. ۵۰

۴-۳- نتایج مربوط به حالت شارژ پی سی‌ام. ۵۰

۴-۳-۱- نتایج مربوط به حالت استفاده از آب خالص… ۵۱

۴-۳-۲- نتایج مربوط به حالت با نانو ذره ۰٫۰۳ درصد کسر حجمی. ۵۶

۴-۴- نتایج مربوط به تحیلی پی سی‌ام در حالت تخلیه. ۶۱

۴-۴-۱- نتایج مربوط به حالت استفاده از آب خالص برای دشارژ سیستم. ۶۱

۴-۴-۲- نتایج مربوط به حالت دشار با نانو ذره ۶۶

۴-۵- نتیجه گیری…………………………………………………………………………………………………………………………………….. ۷۲

فصل پنجم: نتیجه گیری و پیشنهادات…………………………………………………………………………………………………….۷۳

۵-۱-نتیجه گیری…………………………………………………………………………………………………………………………………………..۷۴

۵-۲- پیشنهادات…………………………………………………………………………………………………………………………………………۷۵

فهرست جداول

عنوان جدول ها                                                                                                                    صفحه

جدول ۱-۱- مواد رایج در ذخیره‌سازی انرژی به روش گرمای محسوس و خواص آنها…………………………………..۴

جدول۳-۱ مشخصات فیزیکی سیال……………………………………………………………………………………………………………….۳۳

فهرست اشکال

عنوان  شکل ها                                                                                                                                                صفحه

۱۰ شکل۲-۱ شماتیک نیروگاه‌های مرجع، آ) نیروگاه تولید بخار مستقیم، ب) نیروگاه روغنی
۱۱ شکل ۲-۲ سه چیدمان ذخیره‌سازی انرژی در نیروگاه DSG
۱۳ شکل ۲-۳ چیدمان‌های مختلف سیستم ذخیره‌سازی در نیروگاه DSG
۱۴ شکل ۲-۴ سیستم ذخیره‌سازی سه قسمتی ترکیبی PCM و بتنی
۱۴ شکل ۲-۵ نمونه‌ای از یک سیستم آبشاری با پنج PCM
۱۷
شکل ۲-۶ معرفی هندسه سه بعدی مساله لئو و همکاران]۲[
۱۸
شکل ۲-۷ معرفی هندسه مساله بی‌هاگات و ساها]۳[
۲۰
شکل ۲-۸ معرفی هندسه لوله‌های بدون پره برای مساله مات و همکاران]۴[
۲۰
شکل ۲-۹ معرفی هندسه لوله‌ها با ۸ پره درونی برای مساله مات و همکاران]۴[
۲۰
شکل ۲-۱۰ معرفی هندسه لوله‌ها با ۸ پره بیرونی برای مساله مات و همکاران]۴[
۲۱
شکل ۲-۱۱ معرفی هندسه لوله‌ها با ۸ پره درونی-بیرونی برای مساله مات و همکاران]۴[
۲۱ شکل ۲-۱۲ معرفی هندسه لوله‌های درونی و میانی با ۸ پره درونی و بیرونی برای مساله مات و همکاران]۴[
۲۲
شکل ۲-۱۳ معرفی هندسه مساله عبدالجلیلی و همکاران ]۵[
۲۳
شکل ۲-۱۴ معرفی هندسه مساله باشال و همکاران]۶[
۲۴ شکل ۲-۱۵- معرفی هندسه مدل تک لوله‌ای مساله رنجبر و همکاران]۷[
۲۶
شکل ۲-۱۶ معرفی هندسه مسالهتی. آر.پی]۸[
۲۸ شکل ۲-۱۷ معرفی هندسه مساله آدین و کارنیا]۹[
۲۹
شکل ۲-۱۸ معرفی هندسه مساله صدق و همکاران]۱۱[
۳۴ شکل ۳-۱- حوزه محاسباتی مساله
۵۲ شکل ۴-۱ کانتور دمای(درجه کلوین) برای حالت انتقال حرات هدایت خالص در حالت شارژ
۵۳
شکل ۴-۲ کانتور درصد فاز مایع برای حالت هدایت تنها برای شارژ پی سی‌ام
۵۴ شکل ۴-۳ کانتور دمای(درجه کلوین) برای حالت انتقال حرات هدایت با جابجایی در حالت شارژ
۵۵ شکل ۴-۴ کانتور درصد فاز مایع برای حالت میکس برای شارژ پی سی‌ام
۵۷ شکل ۴-۵ نمودار تغیرات دمای پی سی‌ام در حالت انتقال حرارت میکس و مقایسه با روتد و همکارن [۲۷]
۵۸ شکل ۴-۶ کانتور دمای(درجه کلوین) برای حالت انتقال حرات هدایت خالص در حالت شارژ همراه با نانو ذره
۵۸
شکل ۴-۷ کانتور درصد فاز مایع برای حالت هدایت تنها و استفاده از آب اکسید آلومینیوم برای شارژ پی سی‌ام
۵۹ شکل ۴-۸ کانتور دمای(درجه کلوین) برای حالت انتقال حرات هدایت با جابجایی در حالت شارژ همراه با نانو ذره
۶۰ شکل ۴-۹ کانتور درصد فاز مایع برای حالت میکس و استفاده از آب اکسید آلومینیوم برای شارژ پی سی‌ام
۶۱ شکل ۴-۱۰ نمودار تغیرات دمای پی سی‌ام در حالت انتقال حرارت میکس با نانوذره (آب اکسید آلومینیوم)
۶۲ شکل ۴-۱۱ کانتور دمای(درجه کلوین) برای حالت انتقال حرات هدایت خالص در حالت دشارژ (تخلیه)
۶۳ شکل ۴-۱۲ کانتور درصد فاز مایع برای حالت هدایت تنها برای دشارژ (تخلیه) پی سی‌ام
۶۴
شکل ۴-۱۳ کانتور دمای(درجه کلوین) برای حالت انتقال حرات هدایت خالص در حالت دشارژ (تخلیه) همراه با نانو ذره
۶۵ شکل ۴-۱۴ کانتور درصد فاز مایع برای حالت هدایت تنها و استفاده از آب اکسید آلومینیوم برای دشارژ (تخلیه) پی سی‌ام
۶۶ شکل ۴-۱۵ نمودار تغیرات دمای پی سی‌ام در حالت انتقال حرارت میکس
۶۷
شکل ۴-۱۶ کانتور دمای(درجه کلوین) برای حالت انتقال حرات هدایت با جابجایی در حالت دشارژ (تخلیه)
۶۸ شکل ۴-۱۷ کانتور درصد فاز مایع برای حالت میکس برای دشارژ (تخلیه) پی سی‌ام
۶۹
شکل ۴-۱۸ کانتور دمای(درجه کلوین) برای حالت انتقال حرات هدایت با جابجایی در حالت دشارژ (تخلیه) همراه با نانو ذره
۷۰
شکل ۴-۱۹ کانتور درصد فاز مایع برای حالت میکس و استفاده از آب اکسید آلومینیوم برای دشارژ (تخلیه) پی سی‌ام
۷۱ شکل ۴-۲۰ نمودار تغیرات دمای پی سی‌ام در حالت انتقال حرارت میکس با نانوذره (آب اکسید آلومینیوم)
  • softmec
  • هیچ
  • 25 بازدید
  • 07 آوریل 22
برچسبها
محصولات مرتبط

دیدگاهی بنویسید.

0