پیوندهای مفید
آمار
| تعداد نشریات | 8 |
| تعداد شماره‌ها | 428 |
| تعداد مقالات | 5,584 |
| تعداد مشاهده مقاله | 6,931,567 |
| تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 5,909,773 |
بررسی تجربی و عددی تأثیر افزودن الیاف فلزی در بهبود انتقال حرارت هدایت مواد تغییرفازدهنده | ||
| نشریه مهندسی مکانیک امیرکبیر | ||
| دوره 57، شماره 4، تیر 1404، صفحه 521-542 اصل مقاله (1.52 M) | ||
| نوع مقاله: مقاله پژوهشی | ||
| شناسه دیجیتال (DOI): 10.22060/mej.2025.24293.7855 | ||
| نویسندگان | ||
| محمد جوزی؛ جعفر جماعتی* | ||
| گروه مهندسی مکانیک، دانشکده فنی مهندسی، دانشگاه رازی، کرمانشاه، ایران | ||
| چکیده | ||
| مواد تغییر فازدهنده به دلیل چگالی بالای ذخیره‌سازی انرژی، در حوزه‌های مختلفی از جمله الکترونیک، ساختمان، انرژی‌های تجدیدپذیر و مدیریت انرژی کاربرد دارند. با این حال، ضریب انتقال حرارت پایین این مواد، استفاده از آن‌ها را محدود کرده و نیاز به روش‌هایی برای بهبود انتقال حرارت هدایتی ایجاد می‌کند. در این پژوهش، تأثیر افزودن الیاف فلزی بر بهبود عملکرد حرارتی این مواد، به‌صورت تجربی و عددی مورد بررسی قرار گرفته است. پارامترهای مؤثر از جمله جنس، قطر، طول و کسر حجمی الیاف فلزی مطالعه شده‌اند. نتایج تجربی نشان می‌دهد که افزودن مقدار بسیار کمی الیاف فلزی ( ۲%) می‌تواند ضریب انتقال حرارت مواد تغییر فازدهنده را تا ۴ برابر افزایش دهد. همچنین، جایگزینی الیاف مسی به‌جای الیاف استیل در شرایط یکسان، منجر به بهبود ۵۵ درصدی ضریب انتقال حرارت می‌شود. در بخش شبیه‌سازی عددی، که برای بررسی دامنه وسیع‌تری از نمونه‌ها استفاده شد، مشخص گردید که جنس، جهت‌گیری و درصد حجمی الیاف، بیشترین تأثیر را بر انتقال حرارت دارند. به‌طوری که افزایش کسر حجمی از 35/2 درصد به 9/3 درصد، بیش از ۵۰ درصد بهبود در ضریب انتقال حرارت مؤثر ایجاد می‌کند. در مقابل، افزایش ۱۵ درجه‌ای زاویه الیاف نسبت به راستای انتقال حرارت، موجب کاهش ۳۱ درصدی این ضریب می‌شود. در نهایت، این تحقیق یک روش جدید برای مطالعه ریزساختار ترکیبات دوفاز فیبری و تعیین ضریب انتقال حرارت مؤثر آن‌ها ارائه کرده است. | ||
| کلیدواژه‌ها | ||
| مواد تغییرفاز دهنده؛ الیاف فلزی؛ ضریب انتقال حرارت مؤثر؛ مواد غیرهمسانگرد | ||
| عنوان مقاله [English] | ||
| Experimental and Numerical Investigation of the Effect of Metal Fiber on Thermal Conductivity of Phase Change Materials | ||
| نویسندگان [English] | ||
| Mohamad Jowzi؛ Jafar Jamaati | ||
| Department of Mechanical Engineering, Faculty of Engineering, Razi University, Iran | ||
| چکیده [English] | ||
| Phase change materials are used in various fields such as electronics, construction, renewable energy, and energy management due to their high energy storage density. However, their low thermal conductivity limits their application and creates a need for methods to enhance conductive heat transfer. In this study, the effect of adding metal fibers on improving the thermal performance of these materials has been investigated experimentally and numerically. Effective parameters, including the type, diameter, length, and volume fraction of metal fibers, have been studied. Experimental results show that adding a very small amount of metal fibers (2%) can increase the thermal conductivity of PCM by up to 4 times. Furthermore, replacing steel fibers with copper fibers under identical conditions leads to a 55% improvement in thermal conductivity. In the numerical simulation section, which was used to examine a wider range of samples, it was found that the type, orientation, and volume percentage of fibers have the greatest impact on heat transfer. Specifically, increasing the volume fraction from 2.35% to 3.9% results in more than a 50% improvement in effective thermal conductivity. In contrast, a 15-degree increase in the angle of the fibers relative to the direction of heat transfer causes a 31% reduction in this coefficient. Finally, this research presents a new method for studying the microstructure of biphasic fibrous composites and determining their effective thermal conductivity. | ||
| کلیدواژه‌ها [English] | ||
| Phase change material, metal fiber, effective heat transfer coefficient, anisotropic material | ||
| مراجع | ||
|
| ||
|
آمار تعداد مشاهده مقاله: 141 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 80 |
||