Investigation of paraffin wax with ZnO nanorods for performance enhancement of solar thermal energy storage

Other Title(s)

دراسة تحسين أداء تخزين الطاقة الحرارية الشمسية باستخدام شمع البرافين المطعم بقضبان نانو من أكسيد الزنك

Joint Authors

Abd al-Aziz, A. A.
Sukar, M. Ib.
al-Niqiti, M. H.
Mansur, S. A.

Source

Mansoura Engineering Journal

Issue

Vol. 45, Issue 3 (30 Sep. 2020), pp.19-28, 10 p.

Publisher

Mansoura University Faculty of Engineering

Publication Date

2020-09-30

Country of Publication

Egypt

No. of Pages

10

Main Subjects

Mechanical Engineering

Topics

Abstract AR

يناقش البحث تأثير شمع البرافين المطعم بقضبان نانو من أكسيد الزنك على الحرارة الكامنة لتخزين الطاقة الحرارية لنظام تسخين بالطاقة الشمسية.

هدف الدراسة التجريبية هو تحديد نسبة الزيادة في سعة التخزين الحراري باستخدام شمع البرافين المطعم بنسبة 0.15 ٪ بالوزن من نانو أكسيد الزنك كمادة تغيير الطور مركبة مع النانو (NCPCM) مقارنة بشمع البرافين الخام.

تم إجراء التجارب بواسطة خزان حراري معزول يحتوي على 21 أنبوب نحاسي.

يمتلئ الخزان بالمياه الناقلة للحرارة و تمتلئ الأنابيب إما بالبرافين الخام أو المطعم بجزئيات النانو.

تم إجراء التجارب بمعدلات تدفق مختلفة و قد وجد أن استخدام NCPCM يقلل من وقت الشحن و التفريغ مقارنة بالبرافين الخام، و تم تحقيق زيادة في تخزين الطاقة الحرارية بنسبة 20 ٪ عند استخدام قضبان نانو أكسيد الزنك.

و زادت طاقة التفريغ القصوى من 266 kJ للبرافين الخام إلى 306 kJ باستخدام قضبان النانو مع البرافين.

بالإضافة إلى حدوث أعلى نسبة استرجاع الطاقة عند معدل تدفق 6 لتر / دقيقة للماء الناقل للحرارة، بينما تكون أصغر نسبة عند 9 لتر /دقيقة .

Abstract EN

This paper discusses the influence of paraffin wax inoculated with ZnO-nanorods on the latent heat of thermal energy storage (LHTES) of solar water heating system.

The main objective of the experimental study is to determine the percentage increase in thermal storage capacity of using paraffin wax with 0.15 wt.

% ZnO-nanorods as nano-composite phase change material (NCPCM) to the raw paraffin wax as base phase change material (PCM).

The experiments were performed by 33-liter insulated stainless-steel storage shell TES tank containing 21 copper tubes 5 / 8-inch in diameter.

The TES tank is filled with circulating water and the tubes are filled with either the pure PCM or NCPCM.

The water is the heat transfer fluid (HTF) in the TES tank.

The experiments were done at different HTF flow rates to study the best flow rate that increases both the amount of heat transfer and melting rate of PCM.

It was found that 0.15 wt.

% ZnO NCPCM decreases the charging and discharging time compared to the pure PCM, and a percentage increase is achieved in thermal energy storage by 20 % when using 0.15 wt.

% ZnO nanorods.

The results also reveal that the maximum discharge energy was raised from 266 kW for pure paraffin wax to 306 kJ for 0.15 wt.

% ZnO NCPCM.

The NCPCM at 6 l / min HTF flow rate provides the highest energy recovery ratio (ERR), while the smallest occurs at 9 l / min.

American Psychological Association (APA)

Sukar, M. Ib.& Mansur, S. A.& Abd al-Aziz, A. A.& al-Niqiti, M. H.. 2020. Investigation of paraffin wax with ZnO nanorods for performance enhancement of solar thermal energy storage. Mansoura Engineering Journal،Vol. 45, no. 3, pp.19-28.
https://search.emarefa.net/detail/BIM-985787

Modern Language Association (MLA)

Sukar, M. Ib.…[et al.]. Investigation of paraffin wax with ZnO nanorods for performance enhancement of solar thermal energy storage. Mansoura Engineering Journal Vol. 45, no. 3 (Sep. 2020), pp.19-28.
https://search.emarefa.net/detail/BIM-985787

American Medical Association (AMA)

Sukar, M. Ib.& Mansur, S. A.& Abd al-Aziz, A. A.& al-Niqiti, M. H.. Investigation of paraffin wax with ZnO nanorods for performance enhancement of solar thermal energy storage. Mansoura Engineering Journal. 2020. Vol. 45, no. 3, pp.19-28.
https://search.emarefa.net/detail/BIM-985787

Data Type

Journal Articles

Language

English

Notes

Includes bibliographical references : p. 27-28

Record ID

BIM-985787