مهندسی مکانیک مدرس

مهندسی مکانیک مدرس

شبیه سازی عددی تاثیر افزایش انتقال حرارت در بستر جاذب بر عملکرد سیستم جذب سطحی

نویسندگان
1 دانشجوی کارشناسی ارشد/دانشگاه فردوسی مشهد
2 استاد/دانشگاه فردوسی مشهد
3 کارشناس ارشد/دانشگاه فردوسی مشهد
چکیده
با توجه به نگرانی فزاینده جامعه جهانی نسبت به افزایش مشکلات زیست محیطی ناشی از استفاده از سوخت‌های فسیلی، توجه به سیستم‌های جذب سطحی در چند دهه گذشته افزایش یافته است. از اصلی‌ترین مشکلات این سیستم‌ها، ضعیف بودن انتقال حرارت در بستر جاذب به دلیل پایین بودن ضریب هدایت حرارتی آن می‌باشد. در این مطالعه سعی شده است با مدل‌سازی عددی، تاثیر روش‌های بهبود انتقال حرارت در بستر جاذب بر عملکرد سیستم جذب سطحی بررسی شود. از جمله این روش‌ها می‌توان به بکارگیری سطوح حرارتی گسترش یافته و افزودن ذرات فلزی به بستر جاذب اشاره کرد. به‌کارگیری ذرات فلزی باعث افزایش ضریب هدایت حرارتی موثر بستر به میزان حداقل 100% می‌شود. نتایج نشان می‌دهند با کاهش فاصله و ارتفاع فین‌ها و نیز افزایش ذرات فلزی به بستر جاذب زمان سیکل به میزان قابل ملاحظه ای کاهش می‌یابد، که در نهایت موجب افزایش ظرفیت سرمایشی مخصوص سیستم جذب سطحی می‌شوند؛ هر چند که با کاهش فاصله فین‌ها تاثیر افزایش ذرات فلزی بر کاهش زمان سیکل و افزایش ظرفیت سرمایش مخصوص تضعیف می شود. هم‌چنین نتایج نشان می‌دهند با افزایش ارتفاع فین‌ها ضریب عملکرد سیستم جذب سطحی افزایش یافته در حالی‌که ظرفیت سرمایش مخصوص آن کاهش می‌یابد. از طرفی کاهش فاصله فین‌ها هم‌زمان باعث افزایش ضریب عملکرد و ظرفیت سرمایش مخصوص سیستم جذب سطحی می‌گردد.
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

Numerical simulation of heat transfer enhancement effect in adsorbent bed on the performance of adsorption system

نویسندگان English

Milad Azarfar 1
Hamid Niazmand 2
Hoda Talebian 3
چکیده English

During the past few decades, growing global concern about environmental problems, caused by widespread use of fossil fuels, attracts more research attention toward adsorption systems technology. However, one of the main problems of these systems is the poor heat transfer rate in adsorbent bed due to its low thermal conductivity. In the present study, extended surfaces and metal piece additives are applied to the adsorbent bed in order to numerically investigate the effect of heat transfer enhancement on the adsorption system performance. Employing metal pieces increases effective thermal conductivity of the bed by at least 100%. Results indicate that decreasing fin space and fin height and adding metal pieces to the adsorbent bed reduce the cycle time which finally improves the system specific cooling power. However, it is worth mentioning that the effect of metal piece additives on the cycle time reduction and specific cooling power improvement decreases at smaller fin spaces. Moreover, results show that the increase of fin height improves the coefficient of performance while decreases the specific cooling power of the system. On the contrary, the reduction of fin space simultaneously increases the coefficient of performance and the specific cooling power of the adsorption system.

کلیدواژه‌ها English

Heat Transfer
Thermal conductivity coefficient
Metal pieces
Adsorption
Cycle time