whatsapp call admin

مقاله بررسی تجربی تاثیر استفاده از مواد تغییر فاز دهنده در عملکرد دمایی آبگرمکن

word قابل ویرایش
8 صفحه
دسته : اطلاعیه ها
10700 تومان
107,000 ریال – خرید و دانلود

بررسی تجربی تاثیر استفاده از مواد تغییر فاز دهنده در عملکرد دمایی آبگرمکن

چکیده

یکی از مهمترین چالش های پیشرو در سیستم آبگرمکن، ذخیره سازی و نگهداشت انرژی گرمایی برای زمان طولانی تر و جمع آوری گرمای اتلافی در آن می باشد. یکی از راههای ذخیره سازی انرژی گرمایی در آبگرمکن ها استفاده از گرمای نهان بالای مواد تغییر فاز دهنده است. در این مقاله به بررسی تجربی اثر استفاده از مواد تغییر فاز دهنده در کارایی یک آبگرمکن پرداخته می شود. بدین صورت که با جاسازی ماده تغییر فاز دهنده پارافین واکس در یک آبگرمکن، عملکرد دمایی آن با حالتی که آبگرمکن بدون ماده تغییر فاز دهنده است مقایسه شده و در پایان نتیجه گیری می شود . نتایج نشان می دهد استفاده از مواد تغییر فاز دهنده سبب نگهداشت بیشتر انرژی شده که این بدلیل آزاد سازی گرمای ذخیره شده در ماده تغییر فاز دهنده ی پارافین واکس می باشد.

واژگان کلیدی: ذخیره سازی، آبگرمکن، مواد تغییر فاز دهنده، پارافین واکس، نگهداشت انرژی.

مقدمه

مساله گرمایش زمین و آسیبهایی که در پی آن بر محیط زیست و حیات بر آن تاثیر گذار است از جمله چالشهایی است که ذهن بشر را به خود معطوف نموده است. بنابراین بحث ذخیره سازی انرژی گرمایی و جلوگیری از اتلاف آن میتواند عاملی برای بهبود شرایط کنونی و جلوگیری از آلایندگی بیشتر هوا گردد. در این میان مواد تغییر فاز دهنده یکی از ابزارهای کارآمد برای ذخیرهسازی انرژی حرارتی هستند. عملکرد آنها به این صورت است که با افزایش دما، تغییر فاز داده و انرژی حرارتی را در خود ذخیره میکنند و با کاهش دما این انرژی را آزاد میسازند انرژی ذخیره شده از طریق گرمای نهان که با تغییر فاز ماده همراه است، به دلیل چگالی بالای ذخیره انرژی گرمایی از اهمیت زیادی برخوردار است. از مواد تغییر فاز دهنده در موارد بسیاری از جمله کاربردهای پزشکی، گرمایش و سرمایش، حفاظت گرمایی موادغذایی، منسوجات، ساختمان و … استفاده میشود. شایان ذکر است که در سالهای اخیر، استفاده از مواد تغییر فازدهنده در کاربردهای ساختمانی به منظور کاهش مصرف انرژی بسیار مورد توجه بوده است. عملکرد مواد تغییر فاز دهنده در ساختمان به این صورت است که در روز با جـذب گرمـای نفوذی به داخـل ساختمـان ذوب میشوند و در نتیجه مقداری از انرژی حرارتی نفوذی به جدار ساختمان را در خود ذخیره میکنند و از این طریق مانع از گرم شدن فضای داخل میگردند و در شب که هوا رو به سردی میرود شروع به انجماد کرده و گرمای ذخیره شده را به محیط داخل یا بیرون پس میدهند.

مروری بر مطالعات انجام شده در زمینه PCM

در چند سال اخیر مطالعات فراوانی بر تأثیر مواد تغییر فاز دهنده بر آبگرمکنها صورت گرفته است. فرید و همکاران [۱] و زالبا و همکاران [۲] بررسیهای تئوری و تجربی زیادی بر روی مواد تغییر فاز دهنده انجام دادند. تای و همکاران [۳] با بررسی و توسعه خصوصیات NTU1 در مخزن شامل مواد تغییر فاز دهنده و سیستم ذخیره انرژی، توانستند مدل خود را ساخته و آنرا با تست تجربی تأیید کنند. مهلینگ و همکاران [۴] با بکار بردن مواد تغییر فاز دهنده در چشمه استوانهای شکل توانستند زمان گرم نگهداشتن آب را افزایش دهند.. سایتو و هیروس [۵] مطالعات تجربی و عددی خود را برروی عملکرد گذرای ماده تغییر فاز دهنده کروی انجام دادند. آنها دریافتند که تغییرات قطر کپسول و ماده بر نرخ انتقال حرارت سیال تأثیرگذار است.

مراحل ساخت آبگرمکن

روش طراحی مخزن بدین گونه بود که برای بدست آوردن ابعاد مخزن ابتدا بطریهای آلومینیومی که PCM درون آنها قرار میگرفتند تهیه شدند. با توجه به ابعاد این بطریها و با در نظر گرفتن اینکه حدود نیمی از مخزن PCM و با قیمانده آن آب باشد ابعاد مخزن بدست آورده شد در این محاسبه هزینه آن نیز در نظر گرفته شد. ابتدا یک مخزن استوانهای (شکل (۱ از جنس فولاد گالوانیزه با قطر ۳۲ سانتی متر، ارتفاع ۶۳ سانتی متر و

 

ضخامت ۱ میلی متر ساخته شد و برای آن درپوشی از فولاد گالوانیزه و به قطر ۳۲ سانتی متر ساخته شد که برای پر و خالی کردن آب مخزن از آن استفاده شد . دو سوراخ در مخزن برای ورود و خروج آب که قطر سوراخ-ها ۲ سانتی متر و سوراخ اول به فاصله ۵ سانتی متر از بالای مخزن و سوراخ دوم به فاصله ۳ سانتی متر از پایین مخزن ایجاد شد. حجم کل مخزن ۵۰ لیتر بود.

شکل -۱ مخزن آبگرمکن

گرمکن الکتریکی با توان ۲ کیلو وات مجهز به ترموستات تهیه شد و همانگونه که در شکل ۲ نشان داده شده است، در جداره و پایین مخزن آبگرمکن نصب شد.

مخزن با پشم شیشه به ضخامت حدود ۵ سانتی متر عایق بندی شد به طوری که بالا و پایین و جداره مخزن به طور کامل عایق شدند. (شکل (۳

شکل -۲ نحوه قرارگیری گرمکن الکتریکی

شکل -۳ عایق کردن مخزن با پشم شیشه

پارافین واکس با دمای ذوب ۶۵ درجه به عنوان ماده تغییر فاز دهنده تهیه شد. به دلـیل خـواص ویژهای که این ماده دارد آن را برای استفاده در سیستم های ذخیره انرژی مناسب میسازد. قابلیت ذوب همگون، تشکیل

بلورهای جامد اولیه و سازگاری با موادی که با آنها در تماس است، پایداری حالت فیزیکی و شیمیایی در تغییر فازهای مکرر، سمی نبودن و در دسترس و ارزان بودن همچنین موجود بودن این ماده با دمای ذوب ۶۵ درجه که مورد نیاز این پروژه بود و دمای مورد نیاز در آبگرمکنها می باشد باعث شد از پارافین واکس (شکل (۴ استفاده شود.

شکل -۴ پارافین واکس

برای قرار دادن پارافین واکس درون مخزن از بطری های آلومینیومی استوانه ای شکل استفاده شد. به دلیل رسانایی گرمایی بالای آلومینیوم و همچنین به خاطر شکل استوانهای آنها که سطح تماس بیشتری با آب درون مخزن داشتند.

دیتالاگر مجهز به سنسور SMT برای اندازه گیری دمای مخزن و محیط ساخته شد سنسور SMT یک سنسور دمایی با محدوده دمایی -۴۵ تا ۱۵۰ درجه سانتی گراد است که دارای دقت مثبت منفی ۱ درجه می باشد به طوری که دیتالاگر هر ۵ دقیقه دما را ثبت می کرد و در حافظه خود نگهداری میکرد.

این فقط قسمتی از متن مقاله است . جهت دریافت کل متن مقاله ، لطفا آن را خریداری نمایید
word قابل ویرایش - قیمت 10700 تومان در 8 صفحه
107,000 ریال – خرید و دانلود
سایر مقالات موجود در این موضوع
دیدگاه خود را مطرح فرمایید . وظیفه ماست که به سوالات شما پاسخ دهیم

پاسخ دیدگاه شما ایمیل خواهد شد