핀이 장착된 용기 내부의 동결에 나노입자가 미치는 영향

Scientific Reports 12권, 기사 번호: 14792(2022) 이 기사 인용

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다양한 모양의 나노입자를 로딩하면 현재 연구에서 면밀히 조사된 응고 속도가 변경될 수 있습니다. 나노입자 분산은 열용량을 감소시킬 수 있지만 이러한 기술을 사용하면 전도 모드를 개선할 수 있으며 나노분말의 스타일을 변경하면 전도 강도가 변경될 수 있습니다. 속도 항은 동결에서 무시되었으므로 주요 방정식에는 고체 분율과 온도의 스칼라에 대한 비정상 형태의 두 방정식이 포함됩니다. 얼음 전면 위치에 따른 그리드 적응은 FEM을 활용한 시뮬레이션에서 고려되었습니다. 상부 사인파형 벽과 내부 직사각형 벽은 차가운 온도를 유지하고 이 영역에서 결빙이 시작됩니다. 나노물질을 추가하면 공정이 약 15.75%(m = 4.8의 경우) 및 29.8%(m = 8.6의 경우) 가속화될 수 있습니다. 또한 칼날 형태의 입자를 활용하면 약 16.69% 정도의 동결률을 높일 수 있다. 동결 과정에 대한 m의 효능은 나노입자의 농도가 높아짐에 따라 약 4% 증가합니다.

최소 및 최대 열 사용 또는 생성 사이의 안정성을 확보하는 것은 열 메커니즘 전문가들 사이에서 중요한 문제입니다1,2,3,4,5. 지난 몇 년간 다양한 분석 분야의 과학자들이 가열 용도를 개발하려는 시도를 해왔습니다. 이러한 노력에는 열 처리 증가6,7,8,9,10, 고효율 물질을 적용한 태양열 장치 촉진11,12,13,14,15 등에 대한 분석이 포함됩니다. 에너지 저장 메커니즘은 해당 문제에 적합한 기술을 가지고 있습니다. 에너지 절약은 일정한 온도에서 물질 상 변화 내에서 잠열로 발생할 수 있습니다16,17,18,19,20. 이러한 저장에 적용되는 물질을 PCM이라 불렀다. 일반적인 현열 장치에 비해 매우 적은 양의 PCM에서 높은 수준의 열을 절약할 수 있습니다. 열의 방전 및 충전 내에서 PCM은 더 작은 온도 구배26,27,28,29,30에 설치할 수 있습니다. 그럼에도 불구하고 PCM의 낮은 열전도율은 열 메커니즘 성능에서 PCM 물질의 주요 단점입니다. 따라서 열전도율의 증가는 산업적 용도의 핵심 매개변수로 가정될 수 있습니다. Cao et al.44는 핀을 추가하면 파라핀 충전 속도가 급증한다고 표현했습니다. 저자는 핀 수가 각 벽 온도에 대한 주요 용어임을 확인했습니다.

45의 저자는 확장된 표면의 물질 종류와 나노 물질이 태양광 장치의 효율에 미치는 영향을 조사했으며 이러한 기술의 존재가 PCM의 용융을 상당히 증가시킬 수 있다고 표현했습니다. Zeng et al.46은 파라핀이 축적된 구멍의 다양한 위치 세트의 영향을 조사했습니다. 그들은 위치를 수직 스타일로 변경함에 따라 위상 변화 속도가 증가하는 것을 확인했습니다. Mehta et al.47은 수평 용기와 수직 용기 사이의 비교를 제시했으며 충전 절차 내에서 부력이 수직 장치에서 작동하여 충전 속도가 수평 장치에 비해 대략 고정되어 있음을 확인했습니다. Usman et al.48은 다양한 형태의 열 싱크에 대해 문의했습니다. 그들은 다양한 배열로 핀을 설치하는 것이 가장 적절한 온도를 낮추는 것을 보았습니다. 이는 효율적인 열전도율이 증가했기 때문입니다. 49의 저자는 동결 내 대류 확산에 대한 Gr과 종횡비의 영향을 문의했습니다. 저자들은 동결 속도가 열과 메커니즘의 기하학적 용어에 의존한다는 것을 확인했습니다. Chen et al.50은 다공성 매체와 삼각형 이중 핀이 수직 용기 충전에 미치는 영향을 조사했습니다. 다공성 영역을 포함한 삼각형 핀을 적용하면 용융 기간이 약 98% 감소하는 것으로 나타났습니다. 연구자들은 삼각형 인클로저 내부의 PCM으로서 파라핀 왁스의 충전 절차를 조사했으며 정점 각도가 불안정한 공정에 미치는 효과적인 영향을 보고했습니다. Mohamed et al.52는 RT44HC PCM에 문의하여 벽 열유속의 양에 따른 결과를 찾았으며 입력 전력을 늘리면 필요한 시간이 42.10% 감소한다는 것을 확인했습니다.