Kanatçıklı Dikey Silindirik Bir Tüp İçerisinde Faz Değiştiren Malzemenin Erime Analizi

Abstract

Bu çalışmada, ısıl enerji depolama sistemlerinde kullanılan silindirik olarak kapsüllenmiş faz değiştiren malzemenin erime süreci ve silindir içerisine kanatçık yerleştirilmesinin etkileri sayısal olarak incelenmiştir. Analizler için üç boyutlu, zamana bağlı Hesaplamalı Akışkanlar Dinamiği modeli oluşturulmuş ve oluşturulan model literatürdeki deneysel ve sayısal veriler ile doğrulanmıştır. Kanatçıkların erime sürecine etkilerini incelemek amacı ile 6, 9 ve 12 mm olmak üzere üç farklı kanatçık genişliği seçilmiştir. Kanatçıkların etkileri, faz değiştiren malzeme erime sıcaklığı ile silindirin dış duvar sıcaklığı arasındaki farkın 10, 20 ve 30 °C olduğu durumlarda analiz edilmiştir. Faz değiştiren malzeme içerisine yerleştirilen kanatçıkların erime sürecine önemli ölçüde etki ettiği, kanatçık genişliği arttıkça erime süresinin kısaldığı görülmüştür. Kanatçık etkisi ile erime süresindeki en büyük düşüş, 10 °C sıcaklık farkında 12 mm kanatçık genişliğinde elde edilmiştir. Bu durumda erime süresi 14.8 dakika iken kanatçıksız faz değiştiren malzemenin erime süresi 43.5 dakikadır.