An experimental study on heat transfer characteristics of paraffin wax in horizontal double pipe heat latent heat storage unit

Jesumathy, Stella P.; Udayakumar, M.; Suresh, S.; Jegadheeswaran, S.

doi:10.1016/j.jtice.2014.03.007

Cited by 83 publications

(38 citation statements)

References 22 publications

Supporting

Mentioning

Contrasting

Unclassified

Order By: Relevance

“…Walaupun konduktivitas termal PCM rendah, transfer kalor terjadi dengan cepat akibat tingginya gradien temperatur. Begitu kalor sensibel diterima PCM, mulailah terbentuk lapisan tipis cairan di daerah antara dinding pipa dalam dan PCM padat [19]. Semakin besar transfer kalor yang terjadi maka semakin banyak fraksi cairan yang terbentuk dan transfer kalor secara konveksi alamiah mulai terjadi.…”

Section: Evolusi Temperatur Pcmunclassified

Simulasi Numerik Proses Pelelehan Paraffin Wax Pada Unit Penyimpan Energi Termal Tipe Pipa Ganda Konsentrik

Suhanan

Nadjib

Ansyah

et al. 2017

Rot.

View full text Add to dashboard Cite

ABSTRAKPhase change material (PCM) dikenal memiliki densitas energi yang lebih tinggi dibandingkan dengan material penyimpan kalor sensibel. Oleh karena itu, PCM menarik diaplikasikan pada pemanas air tenaga surya (PATS) yang umumnya menggunakan air sebagai penyimpan energi termal. Penelitian terakhir untuk sistem PATS thermosyphon belum dapat mengidentifikasi perilaku termal PCM pada arah radial dan aksial. Selain itu, tidak diketahui temperatur PCM saat terjadi pelelehan karena sumber kalornya berfluktuasi. Penelitian ini bertujuan untuk menyelidiki perilaku termal proses pelelehan paraffin wax secara numerik di dalam pipa ganda konsentrik dengan sumber kalor yang konstan. Simulasi numerik dilakukan pada penyimpanan energi termal berbentuk pipa ganda konsentrik. Paraffin wax dimasukkan pada pipa bagian dalam sedangkan air sebagai heat transfer fluid (HTF) dialirkan di bagian annulus. Termokopel dipasang di beberapa tempat baik sisi HTF maupun sisi PCM. Software yang dipakai adalah ANSYS FLUENT 17. Proses simulasi dilakukan dengan membuat meshing, menginput persamaan dan kondisi batasnya, setting penghitungan jumlah iterasi serta batas konvergensi dan dilanjutkan dengan pengambilan data temperatur selama proses charging. Simulasi menggunakan variasi temperatur HTF input dan laju aliran massanya. Hasil simulasi menunjukkan bahwa proses pelelehan PCM tidak terjadi secara isotermal. Transfer kalor ke PCM saat awal charging terjadi secara konduksi dan berlangsung cepat yang diakibatkan oleh besarnya gradien temperatur di arah radial pada fasa padat. Pembentukan fraksi cairan di sepanjang sisi luar PCM terjadi sejak awal proses charging. Bilangan Stefan mempunyai pengaruh yang besar terhadap proses pelelehan PCM.Kata kunci: PCM, PATS, paraffin wax, proses charging, proses pelelehan 1.PENDAHULUAN Karakteristik khas aplikasi energi termal matahari adalah adanya ketidaksesuaian antara waktu pembangkitan energi dan pemakaiannya. Kondisi ini dapat diatasi dengan mengggunakan penyimpanan energi termal (thermal energy storage, TES) yang berfungsi untuk menjembatani ketidaksesuaian tersebut [1]. Penggunaan penyimpanan energi memberi keuntungan yang signifikan seperti: mengurangi konsumsi dan harga energi; melestarikan energi fosil; mengurangi initial cost; meningkatkan fleksibilitas operasional; dan mengurangi emisi polutan seperti CO 2 [2].Metode penyimpanan energi termal ada tiga jenis yaitu secara laten, sensibel dan termochemical [3]. Di antara ketiga metode tersebut, penyimpan kalor laten (latent heat storage, LHS) merupakan metode yang efektif untuk pengelolaan energi termal [4]. Material LHS adalah berupa phase change materials (PCM) yang memiliki keuntungan antara lain: densitas energinya besar; penyimpanan kalornya tinggi; beroperasi pada temperatur yang moderat [5]. Salah satu material LHS adalah paraffin wax yang mempunyai karakteristik seperti: harganya murah, densitas energinya cukup tinggi (~ 200 kJ/kg), dan konduktivitas termalnya rendah (~ 0,2 W/m.ºC) [6]; temperatur leleh beberapa produk paraffin wax bervar...

show abstract

Section: Evolusi Temperatur Pcmunclassified

Simulasi Numerik Proses Pelelehan Paraffin Wax Pada Unit Penyimpan Energi Termal Tipe Pipa Ganda Konsentrik

Suhanan

Nadjib

Ansyah

et al. 2017

Rot.

View full text Add to dashboard Cite

show abstract

“…The accurate evaluation of the derivatives in Eqs. (16) and ( 17 ), is the key issue for the proper estimation of S θ and S ψ . The small error in the calculation of the temperature and velocity gradients may lead to the larger errors for S θ and S ψ as the derivatives are powered to 2 in Eqs.…”

Section: Entropy Generationmentioning

confidence: 99%

“…The small error in the calculation of the temperature and velocity gradients may lead to the larger errors for S θ and S ψ as the derivatives are powered to 2 in Eqs. (16) and ( 17 ). The derivatives in Eqs.…”

Section: Entropy Generationmentioning

confidence: 99%

“…The derivatives in Eqs. (16) and ( 17 ) are evaluated based on the Galerkin basis sets. This approach offers the special advantage over the finite difference or finite volume solutions where the derivatives are calculated using some interpolation functions and the accuracy of the solutions depends on the resolution of the grid size.…”

Section: Entropy Generationmentioning

confidence: 99%

“…Recent interest in the convective heat transfer has been mainly motivated due to various applications in the field of science and engineering such as food processing [1] , electronic cooling systems [2] , chemical reactions [3] , melting [4] , mass transfer process [5] , nuclear reactor cooling systems [6] , ventilation [7] , nano, pseudoplastic and micropolar fluid systems [8][9][10][11][12][13][14] , electrochemical machining [15] , energy storage systems [16] , etc. Extensive studies have also been carried out to study the convective heat transfer in the fluid saturated porous media due to its applicability in major industrial applications involving the geothermal fields [17] , bioengineering [18] , phase change process [19,20] , heat exchanger applications [21,22] , etc.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

See 2 more Smart Citations

Analysis of entropy production vs . energy efficiencies during natural convection in porous trapezoidal cavities exposed to various thermal ambience

Biswal

Rathnam

Basak

2016

Journal of the Taiwan Institute of Chemical Engineers

View full text Add to dashboard Cite

Enrichment of heat transfer in a latent heat storage unit using longitudinal fins

et al. 2020

View full text Add to dashboard Cite

The charging and discharging rates of a phase change material (PCM) in a horizontal latent heat storage unit (LHSU) is largely influenced by the lower thermal conductivity of the PCM. In the present research, four different configurations of longitudinal fins are proposed to augment the heat transfer in horizontal shell and tube type LHSUs. Numerical investigations are reported to establish the thermal performance augmentation with rectangular, triangular, and Y‐shaped (bifurcated) fins. From the results, it has been inferred that all fin configurations provide a faster charging and discharging rate. In the present set of geometric dimensions of LHSU considered, a reduction in charging time of 68.71% is evaluated for case III (three rectangular fins with one fin positioned in the area of the heat transfer fluid [HTF] surface) and case V (two bifurcated fins with one fin positioned in the area of the HTF surface). Moreover, overall cycle (charging + discharging) time is reduced by 58.3% for case III. Employment of fins results in a faster rate of absorption and extraction of energy from the PCM.

show abstract

An experimental study on heat transfer characteristics of paraffin wax in horizontal double pipe heat latent heat storage unit

Cited by 83 publications

References 22 publications

Simulasi Numerik Proses Pelelehan Paraffin Wax Pada Unit Penyimpan Energi Termal Tipe Pipa Ganda Konsentrik

Simulasi Numerik Proses Pelelehan Paraffin Wax Pada Unit Penyimpan Energi Termal Tipe Pipa Ganda Konsentrik

Analysis of entropy production vs . energy efficiencies during natural convection in porous trapezoidal cavities exposed to various thermal ambience

Enrichment of heat transfer in a latent heat storage unit using longitudinal fins

Contact Info

Product

Resources

About