Sorting by

×
خانه علمی پژوهشیمقالات اتصال مواد تغییر فاز دهنده کامپوزیت و نانو مواد تغییر فاز دهنده امولسیونی توسط سیستم سرمایشی تاخیری

اتصال مواد تغییر فاز دهنده کامپوزیت و نانو مواد تغییر فاز دهنده امولسیونی توسط سیستم سرمایشی تاخیری

توسط منیره جوادی
0 نظرات

مرجع پلیمر در بازار ایران (پلیم پارت) :

چکیده

برای بهبود عملکرد باتری‌های لیتیوم یونی تحت سیکل‌های شارژ-دشارژ طولانی‌مدت، سیستم سرمایشی تاخیری اتصال دهنده مواد تغییر دهنده کامپوزیت(CPCM) و نانو مواد تغییر فاز دهنده امولسیونی (NPCME) پیشنهاد شده و به صورت عددی مورد مطالعه قرار می‌گیرد. در این مطالعه ابتدا بهینه­‌سازی ساختار اتلاف برای به دست آوردن طراحی بهینه انجام شد. پس از آن، عملکرد سرمایشی سیستم مدیریت حرارتی باتری هیبریدی (BTMS)که CPCM و NPCME را اتصال داده به طور جامع مورد بررسی قرار گرفت. اثرات شرایط عملیاتی مانند دمای ورودی، نقطه ذوب CPCM و نقطه ذوب NPCME بر عملکرد سرمایش به طور جداگانه مورد مطالعه قرار گرفت و شرایط عملیاتی بهینه به دست آمد. در نهایت، رفتار حرارتی سیستم سرمایشی تاخیری هم در یک عملیات شارژ/دشارژ تک و هم در چرخه شارژ/دشارژ مداوم مورد مطالعه قرار گرفت. نتایج شبیه‌سازی نشان داد که سیستم NPCME/CPCM عملکرد سرمایش بهتری نسبت به سیستم معمولی Water/CPCM ارائه می‌دهد و سیستم سرمایشی NPCME/CPCM می‌تواند ΔTmax هدف را در سرعت‌های جریان پایین‌تری نسبت به سرمایش Water/CPCM نگه دارد. در مقایسه با سیستم سرمایش هیبریدی موجود، مصرف انرژی را می­‌توان به میزان قابل توجهی کاهش داد بدون اینکه عملکرد سرمایش را به خطر بیندازد. اختلاف دما و دمای بسته باتری در سه چرخه شارژ-دشارژ به ترتیب کمتر از 48 درجه سانتی­‌گراد و 4 درجه سانتی­‌گراد بوده و با استفاده از 90CPCM  درصد زمان سرمایش مایع کمتر از یک چهارم روند چرخه شد.

نتیجه­‌گیری

این پژوهش سیستم سرمایشی تاخیری جدیدی را که مواد تغییر فاز دهنده کامپوزیت  (CPCM)و نانو مواد تغییر فاز دهنده امولسیونی (NPCME) مشارکت دارند پیشنهاد و به صورت عددی مورد بررسی قرار داده است. ابتدا ساختار اتلاف حرارت بسته باتری، از جمله جهت جریان مایع سرمایشی، فاصله سلول به صفحه سرد و پارامترهای فیزیکی CPCM بهینه گردید. دوم، مقایسه رفتار حرارتی بین Water/CPCM و NPCME/CPCM برای تایید برتری سرمایش NPCME/CPCM انجام شد و شرایط سرمایشی بهینه NPCME/CPCM به طور جامع مورد مطالعه قرار گرفت. در نهایت، یک استراتژی سرمایشی با تأخیر ارائه شد و از نظر عددی بهینه‌سازی شد تا بازده سرمایش بین خنک‌کننده CPCM و خنک‌کننده مایع متعادل شود. نتایج بدست آمده به شرح زیر است:

(1) صفحه سرد مینی کانال با حالت ضد جریان-1 بهترین عملکرد سرمایشی را نشان می‌­دهد. افزایش فاصله سلول به صفحه سرد می‌تواند یکنواختی دمای بسته باتری را بهبود بخشد، اما زمانی که فاصله سلول به صفحه سرد از 5 میلی‌متر بیشتر شود، این افزایش ناچیز است. CPCM OP44E  با کسر جرمی 85 درصد وزنی باید در اولویت باشد زیرا نه تنها می­تواند ΔTmax را تا کمتر از 5 درجه سانتی­‌گراد نگه دارد اما همچنین در استفاده عملی از نشت پارافین نیز جلوگیری می­‌نماید.

(2) سرمایش NPCME/CPCM عملکرد سرمایشی بهتری نسبت به سرمایش Water/CPCM نشان می­‌دهد و سیستم سرمایشی NPCME/CPCM می­تواند ΔTmax هدف را با مصرف انرژی کمتر نسبت به سرمایشی Water/CPCM نگه دارد. دمای بهینه سرمایش ورودی باید 35 درجه سانتی­‌گراد باشد و ترکیب نانو مواد تغییر فاز دهنده امولسیون با Water/OP35E و همچنین ماده تغییر فاز دهنده کامپوزیت با OP44E/EG بهترین عملکرد سرمایشی را ایجاد می‌­نماید.

(3) استراتژی سرمایش تاخیری با سیستم سرمایش هیبریدی معمولی متفاوت است. CPCM به نیروی اصلی برای سرمایش بسته باتری تبدیل می­‌شود و NPCME سرمایشی برای بازیابی گرمای نهان استفاده می­‌شود. با بهینه‌سازی استراتژی، سرمایش مایع باید زمانی فعال شود که کسر مایع CPCM α در فرآیند تخلیه با نرخ بالا به ۹۰ درصد حجمی برسد و وقتی که زمان شارژ در طول شارژ با نرخ پایین به ۲۸۰۰ ثانیه برسد، فعال شود.

(4) بر اساس سیستم سرمایشی تاخیری که NPCME و CPCM را ترکیب نموده، زمان کار سرمایش مایع کمتر از یک چهارم فرآیند چرخه در طول سه چرخه شارژ و دشارژ مداوم است، اما Tmax و ΔTmax که به ترتیب بیشتر از 48 درجه سانتی­‌گراد و 4 درجه سانتی­‌گراد که در محدوده ایده آل است قرار ندارند.

دانلود فایل : اتصال مواد تغییر فاز دهنده کامپوزیت و نانو مواد تغییر فاز دهنده امولسیونی توسط سیستم سرمایشی تاخیری

Reference :
Cao, Jiahao, et al. "A delayed cooling system coupling composite phase change material and nano phase change material emulsion." Applied Thermal Engineering 191 (2021): 116888.‏
https://doi.org/10.1016/j.applthermaleng.2021.116888

ترجمه و ویرایش: دانیال ابراهیم زاده

مطالب مشابه

پیام بگذارید

Time limit is exhausted. Please reload the CAPTCHA.

نگاهی کوتاه

مرجع اطلاعات تخصصی پلیمر حاوی محتوی فنی،اقتصادی،علمی و تولیدی در بازار ایران به منظور گسترش تعاملات تجاری B2B و B2C فعالین و متقاضیان در عرصه داخلی و بین المللی

خبرنامه

آخرین اخبار

تمامی حقوق مطالب برای “پلیم پارت “محفوظ است و هرگونه کپی برداری بدون ذکر منبع ممنوع میباشد.

ضبط پیام صوتی

زمان هر پیام صوتی 5 دقیقه است