|
|
چهارمین همایش ملی موتورهای درونسوز
|
|
|
| عنوان فارسی |
مطالعه و بررسی بهینه‌سازی فرآیند انجماد آب در یک محفظه ذخیره‌سازی گرما |
|
| چکیده فارسی مقاله |
در این پژوهش، فرآیند انجماد در یک محفظه ذخیره‌سازی انرژی گرمای نهان به‌صورت عددی بررسی شده است. آب به‌عنوان ماده تغییر فاز دهنده و نانوذرات ترکیبی TiO₂-Al₂O₃ به‌عنوان افزودنی مورد استفاده قرار گرفته‌اند. معادلات حاکم با استفاده از نرم‌افزار غیرتجاری Flex PDE بر اساس روش المان محدود گسسته‌سازی و حل شده‌اند. تأثیر پارامترهایی همچون پره، کسر حجمی نانوذرات، ضریب شکل نانوذرات و تشعشع حرارتی بر فرآیند انجماد بررسی شده است. برای طراحی آزمایش‌ها، از روش تاگوچی به‌عنوان یک روش بهینه‌سازی آماری استفاده شده است که با کاهش تعداد آزمایش‌های موردنیاز، امکان بررسی تأثیر پارامترهای مختلف بر زمان انجماد را فراهم می‌کند. این رویکرد موجب کاهش هزینه‌های محاسباتی و افزایش دقت در تعیین عوامل مؤثر بر عملکرد سیستم ذخیره‌سازی گرما شده است. علاوه بر این، برای بهینه‌سازی پارامترها، از روش سطح پاسخ و روش بهینه‌سازی سنترال کامپوزیت استفاده شده است. روش سنترال کامپوزیت که یکی از متداول‌ترین روش‌های طراحی آزمایش در سطح پاسخ است، امکان مدل‌سازی روابط غیرخطی بین پارامترها و تعیین مقادیر بهینه را فراهم می‌کند. در این روش، نقاط آزمایشی به‌گونه‌ای انتخاب شده‌اند که شامل نقاط مرکزی، محوری و فاکتوریل کامل باشند تا بیشترین دقت در برازش مدل حاصل شود. از طریق این رویکرد، تأثیر همزمان متغیرهای مستقل بر متغیر وابسته بررسی شده و سطوح بهینه پارامترها برای دستیابی به حداقل زمان انجماد تعیین شده است. نتایج حاصل از تحلیل‌ها نشان می‌دهد که مقادیر بهینه برای زمان انجماد کامل در کسر حجمی نانوذره ترکیبی ۰٫۰۴۸، تشعشع ۰٫۷۷۷ و ضریب شکل نانوذره ترکیبی ۱۵٫۲۹ به دست آمده است. |
|
| کلیدواژه‌های فارسی مقاله |
|
|
| عنوان انگلیسی |
Studying and investigating the optimization of the water freezing process in a heat storage chamber |
|
| چکیده انگلیسی مقاله |
In this study, the freezing process in a latent heat thermal storage chamber was numerically investigated. Water was used as the phase change material, and composite nanoparticles of TiO₂-Al₂O₃ were employed as an additive. The governing equations were discretized and solved using the non-commercial software Flex PDE based on the finite element method. The effects of parameters such as fins, nanoparticle volume fraction, nanoparticle shape factor, and thermal radiation on the freezing process were examined. For the experimental design, the Taguchi method was utilized as a statistical optimization approach, which reduces the number of required experiments while allowing the investigation of various parameters' effects on the freezing time. This approach significantly reduced computational costs and improved accuracy in identifying the key factors influencing the performance of the thermal storage system. Additionally, response surface methodology (RSM) and the central composite design (CCD) method were employed for parameter optimization. The CCD method, one of the most commonly used experimental design approaches in response surface analysis, enabled the modeling of nonlinear relationships between parameters and the determination of optimal values. In this method, experimental points were selected to include central, axial, and full factorial points to ensure the highest accuracy in model fitting. Through this approach, the simultaneous effects of independent variables on the dependent variable were analyzed, and the optimal parameter levels were determined to achieve the minimum freezing time. The analysis results indicated that the optimal values for complete freezing time were achieved at a composite nanoparticle volume fraction of 0.048, thermal radiation of 0.777, and a composite nanoparticle shape factor of 15.29. |
|
| کلیدواژه‌های انگلیسی مقاله |
ذخیره‌سازی انرژی حرارت نهان, مواد تغییر فاز دهنده, نانو ذرات هیبرید, ضریب شکل نانو ذرات, تشعشع حرارتی |
|
| نویسندگان مقاله |
Omid Mansoursamaee - PhD student in Mechanics - Energy Conversion Department, Department of Mechanical Engineering, Noor Department, Noor Islamic Azad University, Iran
jahanfar Khaleghinia - Assistant Professor, Department of Mechanical Engineering, Noor Unit, Islamic Azad University, Noor, Iran
Morteza Mohamadi - Associate Professor, Department of Mechanical Engineering, Amol Branch, Amol University of New Technologies, Amol, Iran
Bahram Jafari - Associate Professor, Department of Mechanical Engineering, Amol Branch, Amol University of New Technologies, Amol, Iran
Ramezan Rezaeeian - Assistant Professor, Department of Mathematics and Statistics, Noor Branch, Islamic Azad University, Noor, Iran
|
|
| نشانی اینترنتی |
http://engine.modares.ac.ir/browse.php?a_code=A-10-117-2&slc_lang=fa&sid=1 |
| فایل مقاله |
فایلی برای مقاله ذخیره نشده است |
| کد مقاله (doi) |
|
| زبان مقاله منتشر شده |
fa |
| موضوعات مقاله منتشر شده |
|
| نوع مقاله منتشر شده |
|
|
|
|
برگشت به:
صفحه اول پایگاه |
دوره مرتبط |
کنفرانس مرتبط |
فهرست کنفرانس ها
|
