Побољшање преношења топлоте у акумулатору топлоте са фазно променљивим материјалом као испуном
Heat transfer enhancement in the thermal energy storage filled by phase change material
Author
Rudonja, Nedžad R.
Mentor
Komatina, Mirko
Committee members
Banjac, MilošGojak, Milan
Antonijević, Dragi

Živković, Goran
Metadata
Show full item recordAbstract
Отежано преношење топлоте у акумулаторима топлоте са фазно
променљивим материјалом као испуном, које се јавља као последица мале
топлотне проводљивости фазно променљивих материјала који се користе
на температурском опсегу до 200 C° , представља главну препреку у
примени акумулатора топлоте у којима се акумулација топлоте остварује
на рачун промене фазе радног медијума. Поред типова акумулатора
топлоте и прегледа потенцијалних, односно коришћених фазно
променљивих материјала, разматране су методе за побољшање
преношења топлоте, тј. за превазилажење проблема мале топлотне
проводљивости материјала. Као најпоузданији метод за поспешивање
преношења топлоте се показало повећање површи за размену топлоте, тј.
површи која је у контакту са фазно променљивим материјалом. Као фазно
променљиви материјал коришћен је парафин комерцијалног назива Е53.
Побољшање преношења топлоте је праћено преко смањења времена
топљења парафина, тј. повећања брзине промене фазе, односно
временског периода у коме се д...остиже температура промене фазе
парафина. За разлику од досадашњих истраживања, у којима је повећање
оствареног побољшања преношења топлоте посматрано у функцији од
броја ребара или неке карактеристичне димензије ребра (висина,
пречник, дужина и сл.), у овом раду је побољшање доведено у корелацију
са фактором оребрења. У оквиру дисертације је осмишљен физички
модел акумулатора топлоте испуњеног фазно променљивим материјалом
за три вредности фактора оребрења, тј. за три варијанте акумулатора
топлоте. Уведени физички модел акумулатора топлоте описан је
одговарајућим математичким моделом у који су имплементиране
претпоставке неопходне за решавање дефинисаног система једначина...
Impaired heat transfer in thermal energy storage (TES) with phase change
material (PCM) as a filling, which occurs as a result of low thermal conductivity
of the phase-change materials used for storing thermal energy up to 200 C° ,
represents a major obstacle in the implementation of the TES in which the heat
accumulation is realized as a consequence of the working medium phase
change. Beside review of present thermal energy storages types and potential
one, respectively used PCMs, methods for enhancing heat transfer were
considered, i.e. method for overcoming the problem of low thermal
conductivity material. As the most reliable method for enhancing heat transfer,
the increase of heat transfer surface was found, i.e. the surface that is in the
contact with PCM. The commercial paraffin E53 was used as the PCM. The
enhancement of heat transfer is accompanied by the decrease of the paraffin
melting time, i.e. increase of the phase change rate, respectively the period in
which the tempera...ture of the phase change of the paraffin is reached. Unlike
previous studies, where achieved heat transfer increase was analyzed as a
function of the number of fins or some fin characteristic dimension (height,
diameter, length, etc.), in this thesis the heat transfer improvement was into
correlated with of the finned surface factor. Within this thesis the physical
model of the thermal energy storage filled by PCM was conceived for three
values of the finned surface factor, i.e. for the three variants of the TES. The
introduced physical model of the TES was described by corresponding
mathematical model in which the necessary assumptions for solving the
defined system of equations were implemented...