Investigation of solidification and melting periods of phase change materials inside capsules

Bu tez çalışması, deneysel ve sayısal olarak iki bölümden oluşmaktadır. Deneysel çalışmada küresel kapsüllenmiş faz değişim malzemesinin (FDM) çeşitli dış ortam sınır koşullarında depolama performansı deneysel olarak elde edilmiştir. Küresel kapsüllenmiş FDM'nin depolama performansı elde edilirken, ısı transfer akışkanının (ITA) test alanına giriş hızı sabit tutulmuş ve giriş sıcaklığı değiştirilmiştir. Değişen ITA sıcaklıklarının kapsül sıcaklığında ve ısı transfer hızında oluşturduğu değişimler incelenmiştir. Sayısal çalışmada, ITA'nın hızı, giriş sıcaklığı ve kapsül malzemesinin değişiminin gizli bir ısıl enerji depolama ünitesinin performansı üzerindeki etkileri sayısal olarak incelenmiştir. Etkin ısıl iletkenlik yaklaşımı, kapsüller içindeki doğal taşınımlı erime işlemini dikkate almak için ANSYS-FLUENT yazılımına uygulanmıştır. Parametrik analizlerin sonuçları, termodinamiğin birinci ve ikinci yasaları dikkate alınarak oluşturulmuştur. Erime prosesinin zamana bağlı değişimleri, FDM'nin sıcaklığı ve entropi üretim oranı değişimleri değerlendirilmiştir. Giriş sıcaklığının ve havanın hızının arttırılması, tam erime süresini önemli ölçüde azalttığı gözlenmiştir. Havanın giriş sıcaklığı yükseldiğinde ve entropi üretim oranı dört kattan fazla arttığında, toplam erime süresi azalmıştır. Ayrıca, hava giriş hızının yükseltilmesinin entropi üretimini arttırdığı gözlemlenmiştir.