Packed bed-pcm material latent heat thermal energy storage system

Joint Authors

Abd al-Rahim, Zaynab S.
Lashine, A.

Source

Engineering and Scientific Research Journal

Issue

Vol. 2011, Issue 14 (31 Jan. 2011), pp.1-24, 24 p.

Publisher

Banha University Faculty of Engineering at Shoubra

Publication Date

2011-01-31

Country of Publication

Egypt

No. of Pages

24

Main Subjects

Mechanical Engineering

Topics

Abstract AR

قدمت هذه الدراسة تحليل لإنتقال الحرارة في مهد محشو بمادة متغيرة الطور (PCM) كامنة الحرارة كنظام لتخزين الطاقة الحرارية.

المهد المحشو هو عمود أسطواني مملوء بكبسولات كروية تحتوي على المادة متغيرة الطور (PCM) (الشمع البرافين) و المستخدم في تطبيق التسخين الشمسي للمياه.

في هذه الدراسة, تم تطور النموذج لأستخدامه تحليل الأداء الحراري للمهد المحشو ب (PCM) كنظام لتخزين الطاقة الحرارية.

يعتمد النموذج على معادلات إتزان الطاقة التي يتم تطبيقها على مواد التخزين المحسوس و التي يمكن تحويلها إلى معادلات اأنثالبيا لتطبيقها على مهد التخزين الحراري المحشو ب (PCM).

تم حل المعادلات الحاكمة عدديا باستخدام المحدد البسيط و الدرجة الأولى لطريقة الفروق المحدودة.

تم استخدام النتائج التي تم الحصول عليها لتحديد السلوك الحراري للنظام في كل من الحالتين لعملتي الشحن و التفريغ.

تم اختبار تأثير كل من معدل سريان الكتلة و درجة حرارة الدخول لمائع انتقال الحرارة على الأداء الحراري لكبسولات ال (PCM) عند أنصاف أقطار مختلفة.

أوضحت النتائج أن أعلى قيم لكل من درجة حرارة دخول مائع انتقال الحرارة و معدل لسريان الكتلة يشير إلى أقصر وقت لإتمام عملية الشحن و أن وقت إتمام عملية التجميد ل (PCM) طويل جدا إذا ما قورن بوقت عملية الإنصهار.

حيث أن معمل إنتقال الحرارة بطيئ جدا أثناء عملية التجميد.

أن أعلى قيم لمعدل كل من عمليتي الشحن و التفريغ نخصل عليها عند أنصاف الأقطار الصغيرة إذا ما قورنت بالقيم عند أنصاف الأقطار الكبيرة.

أن ال (range) لدرجة الحرارة الانتقالية ل Phase تقلل وقت إتمام عملية الانصهار مقارنة بعملية الإنصهار عند ثبوت درجة الحرارة : فلوحظ الفرق تقريبا 31.7 % في الحالتين عملية الإنصهار في (range) لدرجة الحرارة و عملية الإنصهار عند ثبوت درجة الحرارة.

Abstract EN

Packed bed-PCM latent heat thermal energy storage system is presented in this study.

The packed bed cylindrical column is filled with spherical capsules of PCM (paraffin wax) that used for solar water heating application.

In this study, the physical model is developed to use for analyzing the thermal performance of packed bed-PCM latent heat thermal energy storage.

The model depends on energy balance equation that can be applicable only to the sensible heat storage materials and can be converted to enthalpy equation that can be applicable to the PCM storage bed.

The governing equations are numerically solved using simple explicit and first order finite difference technique.

The results obtained are used for the thermal behavior of both charging and discharging modes.

The effects of mass flow rate and inlet heat transfer fluid temperature (Stefan number) on the thermal performance of the PCM capsules of different radii are investigated.

The melt / solid fraction distribution of the bed as function of time and axial position during charging and discharging modes is investigated.

The results show that higher inlet heat fluid temperature and higher mass flow rate of heat transfer fluid indicates shorter time for complete charging processes.

The complete solidification time is too longer compared to the melting time.

This is due to the very low heat transfer coefficient during solidification.

The charging and discharging rate are significantly higher for the PCM capsule of smaller radius compared those of lager radius.

The phase transition temperature range reduces the complete melting time ; a difference of 31.7 % is observed for the case when the PCM has melting in the temperature range as compared to that for a PCM with at fixed temperature.

American Psychological Association (APA)

Abd al-Rahim, Zaynab S.& Lashine, A.. 2011. Packed bed-pcm material latent heat thermal energy storage system. Engineering and Scientific Research Journal،Vol. 2011, no. 14, pp.1-24.
https://search.emarefa.net/detail/BIM-286119

Modern Language Association (MLA)

Abd al-Rahim, Zaynab S.& Lashine, A.. Packed bed-pcm material latent heat thermal energy storage system. Engineering and Scientific Research Journal No. 14 (Jan. 2011), pp.1-24.
https://search.emarefa.net/detail/BIM-286119

American Medical Association (AMA)

Abd al-Rahim, Zaynab S.& Lashine, A.. Packed bed-pcm material latent heat thermal energy storage system. Engineering and Scientific Research Journal. 2011. Vol. 2011, no. 14, pp.1-24.
https://search.emarefa.net/detail/BIM-286119

Data Type

Journal Articles

Language

English

Notes

Includes appendices : p. 18-24

Record ID

BIM-286119