フィン付き容器内の凍結に対するナノ粒子の影響

Scientific Reports volume 12、記事番号: 14792 (2022) この記事を引用

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異なる形状のナノ粒子を装填すると、凝固速度を変化させることができ、これは現在の研究で精査された。 ナノ粒子の分散は熱容量を低下させる可能性がありますが、そのような技術により伝導モードを改善することができ、ナノ粒子のスタイルを変更することで伝導の強さを変えることができます。 速度項は凍結では無視されたため、主方程式には固体分率と温度のスカラーに対する非定常形式の 2 つの方程式が含まれています。 氷前面の位置によるグリッドの適応は、FEM を利用したシミュレーションで考慮されています。 上部の正弦波壁と内側の長方形の壁は低温を維持し、凍結はこれらの領域から始まります。 ナノマテリアルを追加すると、プロセスが約 15.75% (m = 4.8 の場合) および 29.8% (m = 8.6 の場合) 促進されます。 また、ブレード形状の粒子を利用することで、凍結率を約16.69%向上させることができます。 凍結プロセスに対する m の有効性は、ナノ粒子の濃度が上昇すると約 4% 上昇します。

最小および最大の熱使用、さらには発生の間の安定性を確保することは、熱機構の専門家にとって非常に難しい問題です1、2、3、4、5。 過去数年間に、さまざまな分析分野の科学者が暖房の利用法を開発する試みを行ってきました。 この取り組みには、熱手順の増加に関する分析6、7、8、9、10、高効率物質を適用した太陽電池ユニットの推進11、12、13、14、15などが含まれています。エネルギー貯蔵メカニズムには、この点に関して適切な技術があります。 エネルギーの節約は、一定温度での物質相の変化内の潜熱として起こります16、17、18、19、20。 この保管に適用される物質は PCM と呼ばれました。 典型的な感知ユニットと比較して、非常に少ない体積の PCM で大量の熱を節約できます 21、22、23、24、25。 熱の放出と充電の範囲内で、PCM はより小さな温度勾配で設置できます 26、27、28、29、30。 それにもかかわらず、PCM の低い熱伝導率は、熱機構の性能における PCM 物質の重要な欠点です 31,32,33,34,35,36。 したがって、熱伝導率の増加が工業用途の重要なパラメータであると想定できます37、38、39、40、41、42、43。 Cao et al.44 は、パラフィンの充填速度がフィンの追加によって急上昇すると述べています。 著者らは、フィンの数が各壁温度の主要な項であることを確認しました。

45 の著者らは、拡張表面の物質の種類とナノマテリアルが太陽電池ユニットの効率に与える影響を調査し、そのような技術の存在により PCM の溶解が大幅に増加する可能性があると表明しました。 Zeng ら 46 は、パラフィンが蓄積した穴の位置のさまざまなセットの影響を調査しました。 場所を縦型に変えることで位相変化の速度が速くなっていることがわかりました。 Mehta et al.47 は、水平コンテナと垂直コンテナの比較を示し、充填手順内の垂直ユニットでは浮力が作用し、水平ユニットと比較して充填速度がほぼ一定になることを確認しました。 Usman ら 48 は、サーマル シンクのさまざまな形状を調査しました。 彼らは、さまざまな配置でフィンを設置すると、最適な温度が低下することに気づきました。 これは効率的な熱伝導率の増加によるものです。 49 の著者らは、凍結内の対流拡散に対する Gr とアスペクト比の影響を調査しました。 著者らは、凍結の速度が熱と機構の幾何学的な条件に依存していることを発見しました。 Chen ら 50 は、垂直容器の充填における多孔質媒体と三角形の二重フィンの影響を調査しました。 多孔質ゾーンを含む三角形のフィンを適用すると、溶融時間が約98％短縮されることがわかりました。 51 人の研究者は、三角形の筐体内の PCM としてのパラフィンワックスの充填手順を調査し、非定常プロセスに対する頂角の効果的な影響を報告しました。 Mohamed et al.52 は、壁の熱流束の量を変えた結果を調べるために RT44HC PCM を調査し、入力電力の増加により必要な時間が 42.10 パーセント減少することを確認しました。