แบบจำลองทางคณิตศาสตร์สำหรับการแข็งตัวของเกลือไฮเดรตที่ติด ครีบตามแนวยาวซึ่งมีโปรไฟล์สี่เหลี่ยม
Article Sidebar
Main Article Content
บทคัดย่อ
เกลือไฮเดรต (Salt hydrate) เป็นวัสดุเปลี่ยนสถานะซึ่งเป็นสารอนินทรีย์ที่สามารถดูดซับและปล่อยพลังงานความร้อนในระหว่างกระบวนการเปลี่ยนเฟส เกลือไฮเดรตมีคุณสมบัติที่ดีในการใช้งาน อาทิเช่น มีความร้อนแฝงสูง ไม่ติดไฟ มีความสามารถในการกักเก็บพลังงานที่ดี และราคาไม่แพง ซึ่งเกลือไฮเดรตถูกนำมาใช้งานการกักเก็บงานอย่างแพร่หลาย เช่น การกักพลังงานความร้อนในโรงเรือน ที่จัดเก็บพีซีเอ็ม ในบทความนี้ จะเป็นการพัฒนาแบบจำลองทางคณิตศาสตร์และวิเคราะห์ผลลัพธ์ที่ได้ สำหรับการแข็งตัวของวัสดุเปลี่ยนสถานนะ ซึ่งก็คือ เกลือไฮเดรต เมื่อกำหนด อุณหภูมิผนัง 25 องศาเซลเซียส ความยาวของครีบ 0.05 เมตร ครีบกว้าง 0.01 เมตร สำหรับความสูงของพีซีเอ็มจะมี 7 ขนาด คือ 0.01 – 0.07 เมตร ซึ่งเพิ่มขนาดละ 0.01 เมตร จากผลลัพธ์ที่ได้ พบว่า เมื่อความสูงเท่ากับ 0.01 เมตร เวลาในการแข็งตัวของพีซีเอ็มทั้งหมด จะมีค่าน้อยที่สุด ในขณะที่ เมื่อความสูงเท่ากับ 0.05 – 0.07 เมตร จะใช้เวลาในการแข็งตัวทั้งหมดเท่ากันและใช้เวลามากที่สุด และจากแบบจำลองทางคณิตศาสตร์ จะพบว่า เวลา อุณหภูมิที่ผนัง และขนาดของครีบ จะส่งผลต่อระยะการแข็งตัวของพีซีเอ็ม
Article Details
เอกสารอ้างอิง
Y. M. Choo, W. Wei, “Salt hydrates as phase change materials for photovoltaics thermal management,” Energy Science & Engineering, 10(5), 1630-1642, 2021
H. Zhang, Q. Dong, J. Lu, Y. Tang, W. Bi, Y. Gao, H. Yang, J. Wang, “Modified sodium acetate trihydrate/expanded perlite composite phase change material encapsulated by epoxy resin for radiant floor heating,” Journal of Energy Storage, 65, 107374, 2023
Mochane, “Polymer encapsulated paraffin wax to be used as phase change material for energy storage (Doctoral dissertation,” University of the Free State (Qwaqwa Campus)). 2011
Lamberg, Siren, “Approximate analytical model for solidification in a finite PCM storage with internal fins,” Applied Mathematical Modelling, 27(7), 491-513, 2013
N. Vitorino, J.C.C. Abrantes, J.R. Frade, “Numerical solutions for mixed controlled solidification of phase change materials,” International journal of heat and mass transfer, 53(23-24), 5335-5342, 2010
Omar Sanusi, Ronald Warzoha, Amy S. Fleischer, “Energy storage and solidification of paraffin phase change material embedded with graphite nanofibers,” International Journal of Heat and Mass Transfer, 54(19-20), 4429-4436, 2011
Wei Li, Yun-Hao Wang, Cheng-Cheng Kong, “Experimental study on melting/solidification and thermal conductivity enhancement of phase change material inside a sphere,” International Communications in Heat and Mass Transfer, 68, 276-282, 2015
Aziz Babapoor, Gholamreza Karimi, Samad Sabbaghi, “Thermal characteristic of nanocomposite phase change materials during solidification process,” Journal of Energy Storage, 7, 74-81, 2016
Chunjian Pan, Sean Hoenig, Chien-Hua Chen, Sudhakar Neti, Carlos Romero, Natasha Vermaak, “Efficient modeling of phase change material solidification with multidimensional fins,” International Journal of Heat and Mass Transfer, 115, 897-909, 2017
N. Lakshmi Narasimhan, V. Veeraraghavan, G. Ramanathan, B. Sanjay Bharadwaj, M. Thamilmani, “Studies on the inward spherical solidification of a phase change material dispersed with macro particles,” Journal of Energy Storage, 15, 158-171, 2018
Ammar M. Abdulateef, Jasim Abdulateef, Kamaruzzaman Sopian, Sohif Mat, Adnan Ibrahim, “Optimal fin parameters used for enhancing the melting and solidification of phase change material in a heat exchanger unite,” Case Studies in Thermal Engineering, 14, 100487, 2019
Ji Zhang, Zhi Cao, Sheng Huang, Xiaohui Huang, Yu Han, Chuang Wen, Jens Honoré Walther, Yan Yang, “Solidification performance improvement of phase change materials for latent heat thermal energy storage using novel branch-structured fins and nanoparticles,” Applied Energy, 342, 121158, 2023
Chunjian Pan, Joshua Charles, Natasha Vermaak, Carlos Romero, Sudhakar Neti, Ying Zheng, Chien-Hua Chen, Richard Bonner, “Experimental, numerical and analytic study of unconstrained melting in a vertical cylinder with a focus on mushy region effects,” International Journal of Heat and Mass Transfer, 124, 1015-1024, 2018
Lamberg P., Siren K., “Analytical model for melting in a semi-infinite PCM storage with an internal fin,” Heat and mass transfer, 39(2), 167-176, 2003
