تمت مناقشة طالب الماجستير علي نبيل عبد الغفور في قسم الهندسة الميكانيكية والتي اجريت اليكترونياً يوم الاثنين الموافق 31/8/2020 وعبر المنصة الالكترونية لرسالته الموسومة :
Investigation of Thermal Energy Storage System Response During Heat Rejection Using Different Cooling Tubes Shapes.
( بحث في أستجابة منظومة خزن الطاقة الحرارية أثناء طرح الحرارة بأستخدام أنابيب تبريد مختلفة الأشكال )
حيث اشرف على الرسالة الاستاذ المساعد الدكتور منذر عبد الله موسى .
وكانت اللجنة المناقشة متكونة من الاساتذة المدرجة اسمائهم ادناه:
- أ.د. اكرم وهبي احمد رئيساً
- أ.م.د. احمد شهاب احمد عضواً
- م.د. رائد كاطع صيهود عضواً
وتلخص البحث بمايلي:
تمت دراسة تأثير هندسة الانبوب الداخلي على اداء المبادل الحراري مزدوج الانابيب . يتكون المبادل الحراري المستعمل من انبوبين متحدي المركز مع مادة متغيرة الطور (PCM) بدرجة حرارة ذوبان وتصلب 334 كلفن, 318.5 كلفن على التوالي. حيث يمتلى الفراغ بين الانبوبين بمادة متغيرة الطور PCM ويتدفق الماء خلال الانبوب الداخلي بأعتباره سائل لنقل الحرارة (HTF). تم اختبار ثلاثة اشكال هندسية للانبوب الداخلي بنفس مساحة المقطع العرضي , انبوب دائري , انبوب بيضوي بشكل افقي , انبوب بيضوي بشكل عمودي.
تم أجراء المحاكاة العددية بأستخدام برنامج (CFD ANSYS-Fluent 19.2 ) حيث تم استعمال نموذج ثلاثي الابعاد لتمثيل الاشكال الهندسية المستخدمة في الدراسة الحالية. تم استعمال طريقة المحتوى الحراري (enthalpy-method) لتمثيل عملية تغيير الطور في الـ PCM. تم اختبار نطاق واسع لسرعات الماء من 0.0163 م/ثا الى 0.0344 م/ثا ضمن التدفق الصفائحي في الانبوب الداخلي . أظهرت النتائج التي تم الحصول عليها بأن الانبوب الداخلي الدائري يمتلك أعلى أنتقال للحرارة من PCM الى HTF مقارنةً بالاشكال الهندسية الاخرى. وسجل الحد الاعلى من الكفاءة الحرارية النظرية 64.69% للانبوب الداخلي الدائري يليه 48.34 % للانبوب الداخلي البيضوي بشكل افقي و 42.72 % للانبوب الداخلي البيضوي بشكل عمودي.
في الجانب العملي تم أختبار عملية تصلب الـ PCM بأستخدام النماذج الهندسية الثلاثة في الدراسة ضمن مدى سرعة الماء من 0.0163 م/ثا الى 0.0344 م/ثا وبدرجة حرارة 299 كلفن. تم قياس درجة الحرارة والزمن المستغرق في هذه العمليات بأستخدام مجموعة من المزدوجات الحرارية مثبته في ثلاثة اقسام فوق اتجاه التدفق وبشكل شعاعي وبزوايا ( 0°, 45°,90°) درجة. اظهرت النتائج التي تم الحصول عليها بأن عملية تغيير الطور لــ PCM في وحدة LHTES تتأثر بتغيير سرعة الـ HTF . حيث يزداد زمن تصلب الـ PCM عند انخفاض سرعة الـ HTF. هناك تأثير واضح للشكل الهندسي المستخدم أثناء عملية التصلب على كمية الحرارة المنتقلة من الـ PCM الى الـ HTF والوقت اللازم لإكمال عملية التصلب. أظهر الانبوب الداخلي الدائري اداءاً رائعاً خلال عملية نقل الحرارة من الـ PCM الى HTF مقارنةً بالاشكال الهندسية الاخرى. وسجل الحد الاعلى من الكفاءة الحرارية العملية للانبوب الداخلي الدائري 70.70% يليه 52.39 % للانبوب الداخلي البيضوي بشكل افقي و 47.42 % للانبوب الداخلي البيضوي بشكل عمودي. اظهرت النتائج العملية توافق جيد مع نتائج المحاكاة العددية.
