تاثير مقاومت انتقال جرم برون‌ذره‌اي بر پارامترهاي عملكردي يك چيلر جذب سطحي با مبدل صفحه-تخت فين‌دار

Effect of inter-particle mass transfer resistance on the performance parameters of an adsorption chiller with finned flat-tube heat exchanger

در اين پژوهش، به كمك مدل انتقال گرما و جرم، بستر جاذب يك چيلر جذب سطحي با مبدل صفحه-تختِ فين‌دار به صورت سه‌بعدي و به روش حجم محدود شبيه‌سازي شده است. به منظور بررسي تاثير مقاومت انتقال جرم برون‌ذره‌اي بر پارامترهاي عملكردي سيستم، دو آرايش هندسي متفاوت از بسترهاي جاذب شامل فين‌هاي مستطيلي و ذوزنقه‌اي با مشخصه‌ها‌ي جرمي و طولي يكسان در نظر گرفته شده‌اند و تاثير طول بستر بر عملكرد سيستم به ازاي ارتفاع و گام‌هاي فين مختلف ارزيابي شده است. بعلاوه، تاثير طول بستر به ازاي قطر ذرات جاذب و همچنين دماهاي منبع گرم مختلف نيز بررسي شده است. نتايج نشان داد، در عين حال كه افزايش طول بستر (يا به عبارت ديگر افزايش مقاومت برون‌ذره‌اي) به ترتيب منجر به افزايش و كاهش پارامترهاي زمان چرخه و توان سرمايش مخصوص سيستم مي‌شود ولي بر پارامتر ضريب عملكرد تقريبا بي‌تاثير است. همچنين، در صورت وجود اختلاف بين توان سرمايش مخصوص بسترهاي مستطيلي و ذوزنقه‌اي شكل، افزايش طول بستر موجب كاهش اين اختلاف مي‌شود. بعلاوه مشخص شد كه با افزايش طول بستر مقدار قطر بهينه ذرات بزرگتر مي‌شود. در نهايت، نشان داده شد كه در بسترهاي با طول نسبتا كوتاه در مقايسه با بسترهاي نسبتا بلند‌، تاثير افزايش دماي منبع گرم در بهبود توان سرمايش مخصوص سيستم قابل توجه‌تر است.

In the present study, adsorbent bed of an adsorption chiller with finned flat-tube heat exchanger has been simulated three dimensionally based on the heat and mass transfer model with finite volume method. To examine the inter-particle mass transfer resistance effects on the system performance parameters, two different configurations of adsorbent bed including rectangular and trapezoidal fins with identical length and adsorbent mass have been considered and the effects of bed length on the system performance for different fin height and fin pitch have been studied. Moreover, effects of bed length for different particle diameters and also heating source temperatures have been investigated. Results indicated that increasing of bed length (or in the other words, increasing of inter-particle resistance) increases and decreases cycle time and specific cooling power, respectively, yet the coefficient of performance is not influenced. Also, increasing bed length reduces the difference between specific cooling power of rectangular and trapezoidal beds if there is any. Moreover, it is clear that optimum particle size increases with bed length increase. Finally, it is shown that effect of higher heating fluid temperature on specific cooling power improvement for beds with smaller length is more significant than those with longer length.