مدل‌سازي عددي استفاده از فوم فلزي به ‌منظور بهبود انتقال انرژي حرارتي در يك مبدل دو لوله‌اي حاوي ماده تغيير فاز دهنده

Numerical modeling of the use of metal foam to improve thermal energy transfer in a two-tube heat exchanger containing a phase change material

امروزه با توجه به فشرده‌تر شدن بوردهاي الكترونيكي، توليد حرارت بر واحد سطح نيز به‌طور قابل‌توجهي افزايش يافته است. به همين دليل روش‌هاي معمول انتقال حرارت نظير استفاده از فن براي خنك‌كاري ديگر جوابگو نيست. يكي از روش‌هايي بهبود فرايند انتقال حرارت در سامانه‌هاي الكترونيكي استفاده از مواد تغيير فاز دهنده است. منظور از مواد تغيير فاز دهنده، موادي هستند كه در دماي پايين تغيير فاز مي‌دهند. مشكل اصلي اين مواد قابليت هدايت حرارتي پايين است و بنابراين نمي‌توانند به‌خوبي حرارت را پخش كنند. در اين پژوهش از فوم فلزي براي بهبود انتقال حرارت درون يك مبدل دو لوله‌اي پر شده از مواد تغيير فاز دهنده استفاده شده است. براي اين كار چندين درصد پرشدگي از فوم فلزي مبدل دو لوله‌اي با شبيه‌سازي عددي مورد بررسي قرار گرفته است. نتايج نشان مي‌دهد كه استفاده از فوم فلزي تأثير چشم‌گيري بر بهبود انتقال حرارت و كاهش زمان ذوب دارد. به‌ عبارت ديگر، زماني كه كل محيط مبدل حرارتي از ماده متخلخل پر مي‌شود، زمان ذوب تا يك‌چهلم كم مي‌شود.