ETUDE NUMERIQUE D'UN ECHANGEUR DE CHALEUR UTILISANT UN MATERIAU A CHANGEMENT DE PHASE (MCP).

Abstract

rmed the heating and cooling of the water in the inner tube and the PCMs in the outer tube. The results describe the thermal behavior of a PCM fusion process and could be further integrated into any simulation of heat exchanger storage charge processes. Analysis shows that the results for both cases are indeed physical reality. Keywords:Heat exchanger, ANSYS18.0 software, Parmi les différentes solutions de stockage thermique, les matériaux à changement de phase (MCP) sont récemment devenus plus largement utilisés, couvrant une large gamme de températures de fonctionnement. A cet égard, une simulation numérique d'un procédé de fusion du MCP est réalisée sous environnement ANSYS Fluent. Dans notre étude nous avons pris deux cas différents d’échangeurs de chaleurs, dans le premier cas nous avons fait l’étude d’un tube concentrique à double diamètre,de longueur de 1 mètre horizontale en cuivre, en essayant trois différents types de MCP ( organique, inorganique et eutectique ( organique+inorganique) ) plus le cas référence ( eau-eau ) et dans le deuxième cas nous avons fait l’étude d’un tube de 7mètres en forme de serpentin en cuivre à double diamètre en utilisant les mêmes type de MCP que le premier cas et le même cas référence.Dans les deux études nous avons fait pour chacun le chauffage et le refroidissement de l’eau qui se situe dans le tube interne et les MCP dans le tube externe.Les résultats décrivent le comportement thermique d'un processus de fusion du MCP et pourraient être davantage intégrés dans toute simulation de processus de charge de stockage des échangeurs de chaleur.L’analyse montre que les résultats pour les deux cas est bien la réalité physique.

Mots clés : Echangeur de chaleur, Logiciel ANSYS18.0, Régime stationnaire, Matériaux à changement de phase (MCP), Température.

Numerical study of a heat exchanger using a phase change material (PCM).

Abstract: Among the various thermal storage solutions, phase change materials (PCMs) have recently become more widely used, covering a wide range of operating temperatures. In this regard, a numerical simulation of a PCM fusion process is carried out in an ANSYS Fluent environment. In our study we took two different cases of heat exchangers, in the first case we studied a concentric tube with double diameter, length of 1 meter horizontal in copper, by trying three different types of PCM (organic, inorganic and eutectic (organic + inorganic)) plus the reference case (water-water) and in the second case we studied a 7 meter tube in the form of a serpentine with a double diameter in copper using the same type of PCM as the first case and the same reference case. In both studies, we perfo Steady state, Phase change materials (PCM), Temperature.

دراسة عددية لمبادل حراري باستخدام مادة تغيير الطور (PCM). ملخص : من بين حلول التخزين الحراري المختلفة ، أصبحت مواد تغيير الطور (PCM) مؤخرًا مستخدمة على نطاق أوسع ، بحيث تغطي نطاقًا واسعًا من درجات حرارة التشغيل. في هذا الصدد، يتم إجراء محاكاة عددية لعملية اندماج PCM في بيئة ANSYS Fluent. في دراستنا ، أخذنا حالتين مختلفتين من المبادلات الحرارية ، في الحالة الأولى درسنا أنبوبًا متحد المركز بقطر مزدوج ، بطول متر واحد أفقيًا في النحاس ، من خلال تجربة ثلاثة أنواع مختلفة من PCM (عضوي ، غير عضوي ، سهل الانصهار (عضوي + غير عضوي) )) بالإضافة إلى الحالة المرجعية (ماء - ماء) وفي الحالة الثانية درسنا أنبوبًا بطول 7 أمتار على شكل ملف نحاسي بقطر مزدوج باستخدام نفس النوع من PCM مثل الحالة الأولى ونفس الحالة المرجعية. في كلتا الدراستين ، أجرينا تسخين وتبريد الماء في الأنبوب الداخلي وأجهزة PCM في الأنبوب الخارجي. تصف النتائج السلوك الحراري لعملية اندماج PCM ويمكن دمجها بشكل أكبر في أي محاكاة لعمليات شحن تخزين المبادل الحراري. يظهر التحليل أن نتائج كلتا الحالتين هي في الواقع حقيقة مادية.

الكلمات المفتاحية:المبادل الحراري، برنامج ANSYS18.0 ، الحالة الثابتة ، مواد تغيير الطور (PCM) ، درجة الحرارة.