-
عنوان: مدلسازی ریاضی کاربرد مواد تغییر فاز در خودرو جهت کاهش مصرف سوخت
-
ارائهکننده: سینا وحدتی
-
استاد راهنما: دکتر مجتبی صدرعاملی
-
استاد ناظر خارجی: دکتر فتح الله فرهادی
-
استاد ناظر داخلی: دکتر امیرحسین سعیدی دهاقانی
-
استاد مشاور: #
-
مکان: دانشکده مهندسی شیمی اتاق 351
-
تاریخ: 1395/3/8
-
ساعت: 8
چکیده
مواد تغییر فاز دهنده موادی هستند که گرما را از طریق تغییر فاز ذخیره میکنند و به دلیل قابلیت بالای این مواد در ذخیرهسازی انرژی و انتقال فاز در حالت دما ثابت (یا تغییر اندکی در دما) بهترین موارد برای ذخیرهسازی انرژی گرمایی محسوب میشوند. اخیرا مواد تغییر فاز دهنده برای گرمایش و سرمایش ساختمانها، ذخیره انرژی خورشیدی و پایین نگه داشتن دمای کابین خودرو زیر نور مستقیم خورشید مورد استفاده قرار گرفتهاند. بالارفتن دمای کابین خودرو در معرض نور مستقیم خورشید به خصوص در تابستان همواره باعث احساس ناخوشایندی شدید برای سرنشینان آن میشود. این مسئله همچنین به منظور سرمایش کابین، باعث مصرف بالای سوخت ماشین نیز میشود. استفاده از مواد تغییر فاز یا PCM از روشهای پیشرو و نوین در بهبود شرایط دمایی کابین خودرو است. در پژوهش حاضر هدف بررسی شرایط دمایی کابین خودروی سدان در شرایط آب و هوایی بسیار گرم و زیر نور مستقیم خورشید، و بررسی اثر PCM در بهبود این شرایط بود. شبیهسازی کابین خودرو میتواند به خوبی این تغییرات دمایی را نمایان کند اما به دلیل در دست نبودن دادههای تجربی کابین واقعی، ابتدا ماکتی با ابعاد یک ششم کابین واقعی تهیه شد و اثر حضور و عدم حضور پارافین 51-53 به عنوان PCM در آن بررسی شد و مشاهده شد که 2 کیلوگرم از این PCM دمای کابین را تا 20 درجه سانتی گراد کاهش میدهد. سپس شبیهسازی آزمایش با شرایط یکسان در نرمافزار Comsol Multiphysics پیادهسازی شد و مشاهده شد که نتایج مدل با آزمایش تطابق خوبی دارد به این ترتیب که برای حالت بدون PCM 4.2% و برای حالت با PCM 10.5% خطا با آزمایش مشاهده شد. در نتیجه میتوان مدل را برای کابین خودرو با اندازه واقعی بسط داد. در نهایت شبیهسازی برای کابین خودروی واقعی، با در نظر گرفتن شرایط آب و هوایی پیشین گزارش شده توسط Al-Kayeim و همکاران، برای اولین بار در این تحقیق انجام شد و مشاهده شد که تعبیه 2.6 کیلوگرم از پارافین 51-53 در سقف خودرو قادر است میانگین دمای کابین را از 54 به 46 درجه سانتی گراد کاهش دهد. همچنین مشاهده شد که استفاده 2.6 کیلوگرم از پارافینºC 55-60 به دلیل ظرفیت حرارتی پایینتر، دمای کابین را تا 47 درجه سانتی گراد کاهش میدهد. بنابراین پارافین 51-53 کاربرد بهینهتری دارد
کلمات کلیدی
مواد تغییر فاز، کابین خودرو، تحلیل حرارتی، مدلسازی ریاضی
5 خرداد 1395 / تعداد نمایش : 3050