TY - JOUR ID - TI - Thermal Performance Enhancement of Phase Change Materials (PCMs) by Using Metal Foams تحسين الأداء الحراري للمواد المتغيرة الطور باستخدام الرغوات المعدنية AU - Ihsan Y. Hussain إحسان يحيى حسين AU - Marwah Abdulkareem Jasim مروه عبد الكريم PY - 2017 VL - 20 IS - 1 SP - 235 EP - 249 JO - Al-Nahrain Journal for Engineering Sciences مجلة النهرين للعلوم الهندسية SN - 25219154 25219162 AB - An investigation of thermal conductivity enhancement, melting and solidification processes of Phase Change Materials (PCMs) by using metal foams has been carried out. Two models have been used in the experiments, model I for measuring the effective thermal conductivity of metal foam embedded in paraffin wax, and model II used as a small scale thermal energy storage device with and without metal foam for investigating melting and solidification processes of the PCM under different cooling conditions (natural and forced convection). The theoretical investigation involves analytical solution of two models, the semi-infinite medium for calculating the thermal conductivity, and the thermal energy storage system TESS has been analyzed including several assumptions for determining the convective heat transfer coefficient and the factors that controlling forced convection and solidification of the PCM. The experimental results show that the thermal conductivity of wax with 10 PPI metal foam increased by (37-39) times that of pure wax. Effects of pore density (10 and 40 PPI), metal foam, and mass flow rate on solidification process have been studied and the effects of pore density and metal foam on the melting process have also been investigated. The present experimental results have been compared with the available previous studies and gave a good agreement.

يتضمن البحث الحالي دراسة لزيادة التوصيل الحراري وعملية الانصهار والانجماد للمواد المتغيرة الطور باستخدام رغوة معدنية. لقد تم استخدام نموذجين في التجارب العملية، النموذج الاول تم استخدامه لقياس فعالية التوصيل الحراري للمواد المتغيرة الطور المغمورة بداخلها الرغوة المعدنية، والنموذج الثاني تم استخدامه كجهاز قياس مصغر لخزن الطاقة الحرارية مع وجود الرغوة المعدنية وبدونه لدراسة عملية الانصهار و الانجماد للمادة المتغيرة الطور تحت تأثير ظروف تبريد مختلفة (حمل حراري حر و قسري). الدراسة النظرية تضمنت حل تحليلي لكلا النموذجين، الوسط شبه اللانهائي لحساب الموصلية الحرارية، و لقد تم تحليل نظام خزن الطاقة الحرارية بتضمين عدة فرضيات لتحديد معامل الحمل الحراري وكذلك العوامل التي تتحكم بالحمل الحراري القسري وعملية الانجماد للمادة المتغيرة الطور. النتائج العملية بينت ان الموصلية الحرارية للشمع مع الرغوة المعدنية ذات الPPI 10 تزداد من (37 الى 39( مرة نسبة الى الشمع النقي. تم دراسة تأثير عدة عوامل على عملية الانجماد (كثافة المسامات (10 و 40 PPI)، الرغوة المعدنية و معدل التدفق الكتلي) و ايضا تم دراسة تأثير الكثافة المسامية و أضافة الرغوة المعدنية على عملية الانصهار. النتائج العملية تمت مقارنتها مع نتائج لدراسات سابقة وكان التوافق جيد. ER -