Numerical modelling of phase change material integrated metal hydride hydrogen storage tank

Bu çalışma, metal hidrit hidrojen depolama tankında absorpsiyon prosesinin performansına ilişkin sayısal araştırmaları içermektedir. Absorpsiyon performansını incelemek ve farklı termal yönetim sistemlerinin etkinliğini karşılaştırmak için üç farklı senaryo geliştirilmiştir. Senaryo-1, metal hidrit tankının lateral yüzeylerden zorlanmış taşınım ile soğutulmasını incelemektedir. Senaryo-2'de pasif termal yönetim sistemini incelemek için tankın etrafına faz değişim malzemesi (FDM) sarılmıştır. Hibrit termal yönetim sistemi olan Senaryo-3'de, FDM katmanı ve merkeze konumlandırılmış soğutma kanalı ile absorpsiyon performansının incelenmesi amaçlanmıştır. Bu senaryoda, MH tankının sıcaklığına bağlı olarak soğutma kanalı içindeki ısı transferi akışkanı (ITA) aktifleşmektedir. Sonlu farklar yöntemi kullanılarak, MATLAB ortamında 2B eksenel simetrik sayısal kod geliştirilmiştir. Yapılan parametrik çalışmalarda, (i) şarj basıncı (ii) taşınım katsayısı (iii) FDM kalınlığı (iv) FDM'nin gizli ısısı (v) FDM erime sıcaklığı (vi) ısı transferi akışkanı sıcaklığı (vii) ısı transferi akışkanının taşınım katsayısı (viii) hidrit yatak gözenekliliği gibi kritik parametreler belirlenerek 379 adet parametrik analiz gerçekleştirilmiştir. Hidrit yatak sıcaklığı ve ağırlık oranının zamana bağlı değişimleri her bir senaryo için değerlendirilmiştir. Sonuç olarak, taşınım katsayısının depolama performansı açısından oldukça etkili bir parametre olduğu gözlemlenmiştir. Depolama kriterleri farklı termal yönetim stratejilerine göre belirlenirken, FDM kalınlığı ve gizli ısı paremetrelerinin aynı şarj basıncında yan yüzeylere uygulanan taşınım katsayısından daha yüksek depolama performansı gösterdiği gözlemlenmiştir.