آموزش شبیه سازی انتقال حرارت یک ماده تغییر فاز دهنده در یک محفظه دایروی با روکش شیشه ای

آموزش شبیه سازی انتقال حرارت یک ماده تغییر فاز دهنده در یک محفظه دایروی با روکش شیشه ای


500,000 تومان

آخرین بروزرسانی : 30 آذر, 1400

بررسی اجمالی محصول

با خرید این محصول، ویدئوی آموزش شبیه سازی انتقال حرارت یک ماده تغییر فاز دهنده در یک محفظه دایروی با روکش شیشه ای با نرم افزار ansys fluent به همراه فایل شبکه بندی آن (msh.) را دریافت خواهید کرد.


تمامی محصولات شامل فایل های Geometry و Mesh بوده و آموزش محصولات به صورت یک جلسه آنلاین یک ساعته خواهد بود.

نقد و بررسی : آموزش شبیه سازی انتقال حرارت یک ماده تغییر فاز دهنده در یک محفظه دایروی با روکش شیشه ای

شرح مسأله

مسأله­ حاضر به شبیه­ سازی عملکرد مواد تغییر فاز دهنده در یک محفظه­ دایروی با روکشی از جنس شیشه­ پرداخته است. این مواد تغییر فاز دهنده به صورت یکنواخت در فضای درونی این محفظه پخش شده است. با توجه به این که ماهیت مواد تغییر فاز دهنده­ مدل حاضر بر مبنای تغییر فاز بین دو فاز جامد و مایع است، برای شبیه ­سازی از مدل solidification and melting استفاده شده است. مواد تغییر فاز دهنده (phase change material)، موادی با ترکیبات معدنی یا آلی هستند که قابلیت جذب و ذخیره­ مقدار زیادی از انرژی حرارتی نهان را در خود دارند. ذخیره­ انرژی حرارتی در این مواد، در طی فرایند تغییر فاز (فاز جامد به مایع و یا بالعکس) حاصل می­ گردد؛ به طوری که در زمان تغییر فاز از جامد به مایع، گرما را از محیط جذب کرده و در زمان تغییر فاز از مایع به جامد، گرما را به محیط پس می ­دهند. البته گرمای نهان در مواد تغییر فاز دهنده از سه حالت تغییر فاز جامد-جامد، جامد-مایع و جامد-گاز به دست می ­آید؛ اما از آنجایی که در حالت جامد-گاز، گرما یا فشار بسیار زیادی لازم است و حالت جامد-جامد نیز بسیار به کندی انجام می­ گیرد، بنابراین بیشتر مواد تغییر فاز دهنده در حالت جامد-مایع هستند. این مواد تغییر فاز دهنده دارای دماهای ذوب یا انجماد متنوعی می­ باشند و از این­ رو در سیستم­ های سرمایشی و گرمایشی مورد استفاده قرار می ­گیرند؛ بدین صورت که به عنوان مثال، این مواد گرمای محیط را در روز گرم در قالب گرمای نهان دریافت کرده و ذوب می­ شوند و سپس در هوای خنک شب، دوباره با تغییر فاز و فرایند انجماد، گرمای خود را به محیط پس می­ دهند. برای مدلسازی حاضر از روکشی شیشه ­ای دور محفظه­ حاوی ذرات تغییر فاز دهنده با دمای ثابت برابر با 338.15 کلوین استفاده شده است که این ماده­ شیشه ­ای وظیفه­ انتقال حرارت به مواد تغییر فاز دهنده را بر عهده دارد. این مواد تغییر فاز دهنده در حالت ابتدایی شبیه­ سازی در دمای 332.15 کلوین قرار دارد. برای استفاده از مدل ذوب و انجماد باید حداکثر دمایی که در آن فقط فاز جامد حاکم است (Tsolidus)، حداقل حداقل دمایی که در آن فقط فاز مایع حاکم است (Tliquidus) و گرمای نهان ذوب حلال در حالتی که خالص باشد (Pure solvent melting heat) را برای مدل تعریف نمود. از آنجایی که فرایند شبیه سازی از نظر زمانی به صورت ناپایا انجام گرفته است، فرایند شبیه ­سازی در بازه­ی زمانی 250 دقیقه ­ای (15000 ثانیه) با گام زمانی 600 ثانیه انجام گرفته است.

 

 

گام 1) تعریف هندسه و شبکه ­بندی

هندسه­ مدل مذکور به صورت دو ­بعدی و با استفاده از نرم ­افزار design modeler طراحی شده است. مدل حاضر شامل یک دایره­ با شعاع بیرونی برابر با 0.0335 متر و شعاع داخلی برابر با 0.032 متر دورتادور یک دایره­ داخلی با شعاع 0.032 متر می ­باشد. شکل زیر نمایی از هندسه­ ترسیمی را نشان می دهد.

 

 

برای شبکه­ بندی مدل حاضر از نرم­ افزار ansys meshing و شبکه­ بندی بدون سازمان استفاده شده است. تعداد سلول­ های تولید شده در مدل برابر 4797 می­ باشد. شکل زیر نمایی از شبکه­ بندی انجام گرفته را نشان می­ دهد.

 

 

گام 2) مراحل شبیه ­سازی

برای شبیه ­سازی حاضر از چند فرض استفاده شده است:

  • حل مسأله بر اساس دیدگاه مبتنی بر فشار (pressure-based) انجام گرفته است.
  • شبیه­ سازی به بررسی رفتار سیالاتی و انتقال حرارتی پرداخته است.
  • شبیه­ سازی مذکور از نظر زمانی به صورت ناپایا (unsteady) می­ باشد؛ زیرا هدف مسأله، بررسی رفتار مواد تغییر فاز دهنده در گذر زمان است.
  • اثر گرانش زمین بر روی مدل نادیده گرفته شده است.

 

خلاصه ­ای از مراحل تعریف مسأله و تعریف حل آن در جدول زیر آمده است :

 

 

گام 3) نتایج نهایی

پس از پایان فرایند حل، کانتورهای کسر جرمی مایع و دما در زمان­ های مختلف با فاصله ­های زمانی 40 دقیقه حاصل شده است. همچنین نمودار تغییرات مقدار کسر جرمی مایع در گذر زمان به دست آمده است.

 

 

 

 

دیدگاه

دیدگاهی ثبت نشده.

اولین نفری باشید که نظر می دهید برای “آموزش شبیه سازی انتقال حرارت یک ماده تغییر فاز دهنده در یک محفظه دایروی با روکش شیشه ای”