همانهام یشهوژپ یملع
یسدنهم کیناکم
سردم
mme.modares.ac.ir
هناماس رد بآ دامجنا دنیارف رد خی لیکشت خرن رب یکیناکم تاشاعترا رثا یبرجت یسررب هریخذ لیوک یور خی زاس
یراجوا نسح دمحم یراثن ناج دیمح،
1یماطسب یناحور سابع ،
*2یراط یمشاه نایوپ ،
2 2غراف-1 نارهت ،یتشهب دیهش هاگشناد ،کیناکم یسدنهم ،دشرا یسانشراک لیصحتلا
نارهت ،یتشهب دیهش هاگشناد ،کیناکم یسدنهم ،رایداتسا-2
* قودنص نارهت یتسپ
167651719
هلاقم تاعلاطا هدیکچ
لماک یشهوژپ هلاقم :تفایرد ید07 1396
:شریذپ نمهب28 1396
:تیاس رد هئارا دنفسا11
1396 هار
هار نیا زا یکی .تسا هدیدرگ هئارا یکیرتکلا یژرنا فرصم جوا تاعاس و یتدورب راب کیپ ینامزمه لکشم لح یارب یفلتخم یاهراک اهراک
هریخذ هب یشیامرس راب یزاس یم یراب مک نامز رد خی تروص
هناماس دربراکرپ عاونا زا .دشاب هریخذ یاه
،یزاس یم هریخذ متسیس هب ناوت خی زاس
هب هناماس نیا رد نییاپ ترارح لاقتنا خرن اما .درک هراشا لیوک یور یم حرطم شلاچ کی ناونع
،خی نییاپ ترارح لاقتنا بیرض هب هجوت اب .دشاب
لکش عورش اب یم هتساک نزخم و لیوک نورد دربم نیب ترارح لاقتنا زا خی یریگ
دروم رد هدیا کی اذل .دوش تسا نیا ترارح لاقتنا خرن شیازفا
شهوژپ رد .دوش ظفح لیوک ترواجم رد یعیبط ییاجباج ترارح لاقتنا یاهراکوزاس نانچمه ات دوش هتخادنا ریخات هب یتدم دامجنا عورش هک هب ور شیپ هریخذ هناماس رد دامجنا عورش نتخادنا ریخات هب یارب یکیناکم تاشاعترا زا هدیا نیا یسررب روظنم هدش هتفرگ هرهب ،لیوک یور خی زاس
.تسا شیامزآ ماجنا اب هریخذ نزخم لخاد رد ،خی دیلوت رادقم رب روتاربیو یریگرارق یلوط و یضرع هلصاف رثا ییاه
جیاتن .دش یسررب امرس زاس
کشت خی رادقم رد یرتشیب شیازفا هب رجنم ،نآ رس ود هب تبسن لیوک طسو رد روتاربیو نداد رارق داد ناشن یم هدش لی
لامعا دش صخشم .ددرگ
نییاپ درس ریز یامد و دامجنا نداتفا ریخات هب ثعاب یکیناکم تاشاعترا یم رت
یامد زا یعبات هدش لیکشت خی نازیم دش هداد ناشن نینچمه .دوش
یم دامجنا ریخات نامز و درسریز امز رد یژرنا فرصم شهاک و روتاربیو یژرنا فرصم رادقم ،اهتنا رد .دشاب
شیب ن .دیدرگ هبساحم یراب
:ناگژاو دیلک بآ دامجنا یکیناکم تاشاعترا هریخذ متسیس خی زاس
Experimental study of the effect of mechanical vibration on the water solidification rate in ice-on-coil energy storage system
, Abbas Rohani Bastami, Poyan hashemi Mohammad hasan Ojari, Hamid Jannesari*
Department of Energy and Mechanical Engineering, Shahid Beheshti University, Tehran, Iran
* P.O.B. 167651719, Tehran, Iran, [email protected]
ARTICLE INFORMATION ABSTRACT
Original Research Paper Received 28 December 2017 Accepted 17 February 2018 Available Online 02 March 2018
Various solutions have been suggested to overcome the issue when cooling peak hours and electric energy consumption coincide. One of the solutions is to store the cooling load at off-peak hours. One of the most conventional types of storage systems is the ice-on-coil storage system. The low heat transfer rate in this system is one of the challenges. Since the conduction heat transfer coefficient of ice is low, by starting the ice formation, the heat transfer between the refrigerant inside the coil and the reservoir’s water will reduce. One idea to increase the heat transfer rate is to postpone the starting time of the freezing process to keep active the natural convection mechanism. In the present study, mechanical vibration has been used to linger freezing initiation in ice-on-coil energy storage system. The effect of longitudinal and lateral positioning of the probe, on the amount of temperature and initiation time of freezing as well as the amount and structure of formed ice has been investigated. The results revealed that placing the vibrator at the middle of coil over its two ends leads to further increase in the amount of formed ice. It is found that applying mechanical vibration can postpone the initiation time of the freezing process and decrease the subcooling temperature. Moreover, it is shown that the amount of ice formation is a function of subcooling temperature and initiation time of freezing. Finally, the energy consumption of the vibrator and the energy consumption reduction in peak-hour are calculated.
Keywords:
Water Freezing Mechanical Vibration Ice On Coil Storage System
همدقم-1 یژرنا عاونا هب زاین همادا و تسا شیازفا لاح رد زور ره ،یکیرتکلا یژرنا هژیوب
لدب نکممریغ یرما هب هتیسیرتکلا یورین دوجو نودب یتعنص عماوج تایح تسیز تاظحلام و عبانم تیدودحم لیلد هب وس کی زا اما .تسا هتشگ هاگورین ثادحا ،یطیحم شلاچ اب قرب دیلوت دیدج یاه
تسا هجاوم یدج یاه ید یوس زا و
هب رگ هنیزه لیلد هریخذ ناکما لامع لااب یاه
یژرنا یزاس
سایقم رد یکیرتکلا یمن مهارف گرزب یاه
شلاچ نیا .دشاب و نادنمشناد اه
هار هئارا اب ات تسا هتشاد نآرب ار ناصصختم نیا لح هب تبسن فلتخم یاهراک
هریخذ اهراکهار نیا زا یکی .دننک مادقا لکشم هب یکیرتکلا یژرنا یزاس
تروص
یم یتدورب هناماس نیا راک هوحن .دشاب زا ریغ یتاعاس رد هک تسا یوحن هب اه
هب ار زایندروم ییامرس راب ،هکبش یفرصم راب کیپ رد درس بآ ای خی تروص
دروم یامرس ،راب جوا تاعاس رد و هدرک هریخذ یگرزب نزاخم ار نامتخاس ِزاین
یم نیمات دننک .[1]
شور زا یکی ریخذ یاه
ه هب هک خی یزاس رارق هدافتسا دروم هدرتسگ روط
یم هریخذ دریگ یتلاکشم اب شور نیا زا هدافتسا .تسا لیوک یور خی یزاس
رد هناماس نیا رد نییاپ ترارح لاقتنا خرن ،تلاکشم نیا هلمج زا .تسا هارمه نکدرس اب هسیاقم یم یلومعم یاه
یترارح تیاده بیرض یاراد خی .دشاب
W/mK وب 2.2 دننام یتازلف هلمج زا رگید داوم زا یرایسب اب هسیاقم رد و هد
لیوک تخاس رد هک مونیمولآ و سم یم راک هب اه
بوسحم قیاع کی ،دنور
یم لیوک حطس یور رب یترارح تمواقم کی دننام ،لیکشت زا دعب اذل .دوش اه
لخاد رد هتفای نایرج دربم نیب رثوم ترارح لاقتنا زا عنام و هدرک لمع لایوک
یم نزخم دامجنا لاح رد بآ و .دوش
شور نونکات هب یفلتخم یاه
نزاخم رد ترارح لاقتنا شیازفا روظنم
هریخذ شور نیا زا یکی .تسا هدش هتفرگ راک هب امرس زاس زا هدافتسا اه
یم هتفای شرتسگ حوطس یم ،هنیمز نیا رد .دشاب
ناج تاقیقحت جیاتن هب ناوت
ناراکمه و یراثن [2]
دوبهب تهج نیون شور کی هئارا هب رجنم هک درک هراشا
لیوک حطس یور رب نیف و کزان گنیر بصن زا هدافتسا اب خی دیلوت .دیدرگ اه
هرپ و گنیر تماخض و شیارآ ،شهوژپ نیا رد هسدنه و سنج اب ییاه
یاه
هیبش کمک هب فلتخم هنیهب ،شیامزآ و یزاس
نآ .دش یزاس دنداد ناشن اه
ت خی نازیم .تسا رتشیب هرپ هب تبسن گنیر تلاح رد نزخم رد یدیلو
نیا هب هجوت اب ،لیوک حطس یور رب خی لیکشت و دامجنا عورش زا لبق هک
هباج مزیناکم یم لاعف یعیبط ییاج
یم رظن هب ،دشاب نانچ دسر
اب ناوتب هچ
هب ترارح لاقتنا فیعضت نودب ار دامجنا عورش یشور هب هدش لرتنک تروص
ریخات رد هدش لیکشت خی و هدش لقتنم ترارح نازیم تیاهن رد ،تخادنا
رارق یبایزرا دروم رضاح راک رد هدیا نیا .دبای شیازفا نزخم یکی .تسا هتفرگ
شور زا رد یکیناکم تاشاعترا داجیا ،دامجنا عورش نتخادنا ریخات هب یاه
یم ترارح لاقتنا حوطس رد ای و لایس لخاد .دشاب
یا هنیمز رد نونکات ،دامجنا نیح بآ تارذ رد توصارف تاشاعترا داج
هب یتاقیقحت راتخاس رییغت زا یکاح ،جیاتن .تسا هتفرگ ماجنا یبرجت تروص
یم دامجنا عورش نامز رد رییغت نینچمه و هدش دمجنم خی یلاتسیرک .دشاب
ناراکمه و ناهفصا یولد کی یور رب یتوصارف جاوما لامعا دنداد ناشن[3]
هنومن هاتوک ثعاب ،دامجنا لاح رد بآ نینچمه و دامجنا عورش نامز ندش رت
هتسه دادعت شیازفا یم هدش لیکشت خی یاه
و ناینیسح شهوژپ جیاتن .ددرگ
ناراکمه یترارح لدبم کی رد ترارح لاقتنا هجوت لباق دوبهب زا یکاح ،[4]
نآ .دشاب هدش شعترم نآ ییلااب و ینییاپ هندب هک تسا د ناشن اه
هچنانچ دندا
ترارح لاقتنا دوش هداد شیازفا تاشاعترا هنماد ،تباث سناکرف کی رد هب یم دوبهب یرثوم تروص مه ترارح لاقتنا رب سنانوزر هدیدپ رثا یسررب .دبای
تسا هتفرگ رارق هجوت دروم نیققحم طسوت [6,5]
یتقو تسا هدش صخشم .
ایس و ترارح لاقتنا حوطس هعومجم تاشاعترا سناکرف رارق نآ نورد هک یل
یم کیدزن سنانوزر سناکرف هب دراد هنیهب رادقم هب ترارح لاقتنا خرن دوش
شهاک هرابود ترارح لاقتنا رادقم ،سنانوزر سناکرف زا ندش رود اب و هدیسر یم .دبای یواح هلول کی رد ترارح لاقتنا شیازفا رب یکیناکم تاشاعترا لامعا رثا
پ رد صلاخ بآ و لایسونان ناراکمه و گناژ شهوژ
.تفرگ رارق هجوت دروم [7]
یکیناکم تاشاعترا لامعا ،تشاد نایرج صلاخ بآ ،هلول نورد هک یتلاح رد یم تروص نآ زا ترارح لاقتنا هک هلول هب یم ،دریگ
لاقتنا شیازفا ثعاب دناوت نآ شهوژپ رد .ددرگ هلول رد ترارح
نیب هدودحم رد سناکرف اه و1.8
2.2
وم زتره نیب یطخ هطبار کی دوجو زا یکاح جیاتن .تفرگ رارق یسررب در ددع رد شیازفا دش صخشم .تشاد ترارح لاقتنا شیازفا و سناکرف شیازفا تاشاعترا لامعا رثا شهاک ثعاب ،هلول نورد لایسونان نایرج رد ،زدلونیر یم ترارح لاقتنا شیازفا رب یکیناکم ناراکمه و نایتپاریآ .ددرگ
رثا [8]
صاوخ یخرب رب یسیطانغمورتکلا جاوما و یکیناکم تاشاعترا لامعا ای یکیناکم تاشاعترا لامعا دش صخشم .دندرک یسررب ار بآ ییایمیشومرت یم ،صلاخ بآ دامجنا زا شیپ یسیطانغمورتکلا جاوما رد رییغت ثعاب دناوت
امد رادومن - تا یامد رد نآ نداد رارق زا دعب ،هدش دمجنم بآ نامز .دوش قا
نآ رد رییغت ار رثا نیا لیلد اه زا یشان ،بآ تارذ ییایمیشومرت صاوخ یضعب
ای تاشاعترا لامعا دنتفرگ هجیتن و دندرک ملاعا یکیناکم تاشاعترا لامعا یم یسیطانغم جاوما دراوم زا .ددرگ بآ صاوخ رد یمئاد رییغت بجوم دناوت
نویپ دودحم ندش هتسکش هب ناوت یم تارییغت نیا هراشا بآ ینژوردیه یاهد
.دومن بیرخت هب تسا نکمم ترارح لاقتنا حوطس هب تاشاعترا لامعا شاعترا یاج هب لایس رد شاعترا داجیا .دوش رجنم یترارح لدبم نامتخاس
یم ترارح لاقتنا حوطس نیا زا هدافتسا .دشاب اشگهار هنیمز نیا رد دناوت
اپ نایرج زدلونیر دادعا یتقو صوصخ هب شور تلاح رد لایس ای تسا نیی
یم دیفم رایسب دراد رارق نوکس دشاب
.[9]
هنیمز نیا رد هدش ماجنا تاقیقحت
یم دودحم رایسب ناراکمه و وکوتسآ .دشاب
هیبش هب[10]
کی شاعترا یزاس
دنتخادرپ دوب هتفرگ رارق بآ زا یصخشم مجح ریز هک یزلف هحفص صخشم.
جنا عورش رد یبسن ریخات دوجو اب دش دشر خرن ،یزلف هحفص یور رب بآ دام
لاتسیرک یم شعترم یزلف هحفص هک یتلاح رد خی یاه .تسا رتشیب دوش
نآ شهوژپ زا هک یمهم هجیتن هب اه
تبسن هچنانچ هک دوب نیا ،دمآ تسد
عوقو دور رتارف نیعم یدح زا ،هحفص شاعترا هب بآ تارذ شاعترا هنماد نآ یسررب دروم نامز رد دامجنا خر اه
داد دهاوخن .
داجیا طسوت دامجنا عورش نتخادنا ریخات هب رثا ور شیپ شهوژپ رد هریخذ نزخم لخاد رد یکیناکم تاشاعترا یبرجت تروص هب لیوک یور خی زاس
نتشاد هگن لاعف ،دامجنا عورش نتخادنا ریخات هب زا فده .تسا هدش یسررب هباج مزیناکم ب نزخم نورد بآ و لیوک نیب یعیبط ییاج
دوبهب روظنم ه
یم ترارح لاقتنا کی زا نزخم بآ لخاد رد تاشاعترا داجیا روظنم هب .دشاب
هب بارپ کی کمک هب نآ مگارفاید تاشاعترا هک هدش هدافتسا یتوص متسیس یم لقتنم نزخم نورد بآ یاهرتماراپ هدش یعس شهوژپ نیا رد .ددرگ
یم هک یشاعترا فلتخم هدش لیکشت خی نازیم رب دنناوت
یسررب دنشاب راذگرثا
میقتسم لامعا یور رب یبرجت قیقحت نونکات تسا رکذ هب مزلا .ددرگ فده .تسا هتفرگن تروص یدامجنا متسیس کی رد بآ هب یکیناکم تاشاعترا هریخذ متسیس رد خی لیکشت دوبهب شهوژپ نیا ماجنا زا یلک یور خی زاس
یم لیوک ب قابطنا تیلباق هب هجوت اب نینچمه .دشاب هتفرگ راک هب شور یلاا
یم ،قیقحت نیا رد هدش ینزاخم عاونا رد خی دیلوت دوبهب تهج نآ زا ناوت
درک هدافتسا نآ رد هک
یم دیلوت خی اه .ددرگ
دامجنا یروئت -2 یم ماجنا هلحرم نیدنچ رد بآ دامجنا یزاف رادومن رد لحارم نیا .دوش
رب امد تارییغت رد نامز بسح
"
لکش
"1 هدش هداد شیامن .دنا
Tf
نیا رد
یم بآ دماج زاف )دامجنا( بوذ یامد رگنایب رادومن ریز ،دادیور نیلوا .دشاب
درس نییاپ ییامد ات عیام بآ هلحرم نیا رد .دراد مان ندش ،دامجنا هطقن زا رت
یم درس دماج زاف رد ( هلحرم نیا .دوش
ِریغ و رادیاپان )A-B رد و تسا یلداعت
هب نآ نیح هزادنا
لاتسیرک دنیارف عورش یارب هک یا بآ زا تسا مزلا ییاز
یم هتفرگ یژرنا لوکلوم هلحرم نیا رد .دوش
شش یاهراتخاس رد بآ یاه
یم مه درگ هتسه هب موسوم یهجو هتسه نیا دادعت یتقو .دنیآ
دحاو رد اه
یم ینارحب دادعت هب مجح لاتسیرک هلحرم دراو متسیس ،دسر
( هدش ییاز )B-C
عیرس رایسب ار دوخ ناهن یامرگ و نآ زا رت
بذج بآ زا لبق هلحرم رد هچ
یم دازآ دوب هدرک بآ یارب .تسا هارمه امد یناهگان شیازفا اب عوضوم نیا .دنک
یم لااب خی بوذ هطقن یامد ات امد هلحرم نیا رد صلاخ ،عیرس دامجنا .دور
کچوک رایسب یلاتسیرک راتخاس یدایز دادعت دیلوت ثعاب یم
زا سپ .ددرگ
،دوش دمجنم بآ مامت هک ینامز ات هدز خی همین طولخم ،هلحرم نیا یط یمن رتدرس طاقن هلصاف رد نیاربانب .دوش
ات C رادقم ابیرقت رادومن رد امد ،D
یمن رتدرس و هدنام یقاب یتباث یم تفا اددجم امد ،دامجنا نایاپ زا سپ .دوش
-
یامد هب و دنک یم یدرس طیحم1
ک دسر یم بذج بآ زا نآ طسوت امرگ ه
دوش [11]
هطقن یامد هب . یم درسریز یامد ،B
بآ یارب نینچمه .دنیوگ
هطقن یامد صلاخ یم بآ دماج زاف بوذ یامد اب رباربC
.دشاب
عیام و دماج زاف زرم ،دامجنا دنیآرف رد
"
کرتشم لصف
"2
یم هدیمان .دوش
یامد رد و یداع طیارش تحت هک صلاخ داوم بلغا رد Tf
یم دمجنم دنوش
هب دامجنا عورش رد کرتشم لصف نیا رهاظ مک تماخض اب و حطسم تروص
یم درس ریز هدیدپ دهاش هک یطیارش رد اما .ددرگ یم
تسا نکمم ،میشاب
هیحان نیا و هدوب توافتم نآ تماخض یم یاهراتخاس یاراد
ینوتس یپوکسورک
یب و یتیردند ای و نیا ادتبا ،تخاونکی خی لیکشت تلاح رد یتح .دشاب مظن
یم لکش راتخاس یپوکسورکیم داعبا رد تلاح نیا رد نآ تماخض اما دریگ
شناراکمه و تیان .تسا درس ریز بآ هک یتلاح رد هک دندرک شرازگ[12]
گ لکش یتیردند یاهراتخاس زا دشر لاح رد خی دشاب اهراتخاس نیا و هتفر
هب یم رهاظ بآ رد تماخض مک تاحفص تروص .دنوش
نپیلیگ [13]
هلول رد ار یتیردند خی لیکشت یور رب شیامرس خرن رثا یا
دعب دش هجوتم یو .تشاد رارق نوکس تلاح رد نآ نورد بآ هک درک یسررب نیا زا لاتسیرک هلحرم رد صلاخ بآ یامد هک بوذ هطقن یامد هب ییاز
رفص(
یتناس هجرد یم ادیپ شیازفا )دارگ
فقوتم لاماک یتیردند خی لیکشت ،دنک
هیلا خی و هدش یم شرتسگ و دشر هب عورش هلول یلخاد حطس یور رب یا
.دنک
رد یتیردند خی لیکشت دنیارف لیمکت یارب مزلا نامز تدم درک هدهاشم وا دودح رد اهنت هلول یلخاد حطس یم هیناث30
ب قبط .دشاب یسرر
نپیلیگ یاه
اب هسیاقم رد یتیردند خی دشر رثا رد هلول یلخاد عطقم دادسنا نامز تدم
% اهنت یعاعش تخاونکی خی دشر یم 5
لامتحا دش صخشم نینچمه .دشاب
.تسا هلول نورد بآ ندوب نکاس زا یعبات یتیردند خی لیکشت
Fig. 1 phase diagram of water freezing steps [11]
لکش بآ دامجنا لحارم یزاف رادومن1 [11]
1 Ambient temperature
2 interface
-3 شیامزآ ماجنا شور و یهاگشیامزآ تازیهجت
-3 -1 یهاگشیامزآ تازیهجت هیوناث هخرچ کی و هیلوا هخرچ کی لماش ،رضاح راک رد هدافتسا دروم هناماس
لکش( تسا ار مزلا شیامرس هیلوا هخرچ .)2
کی لماش و هدرک نیمات
یم یمکارت روسرپمک زاگ اب هک دشاب
یم راکR-12 کنخ .دنک روسنادنک یراک
ب رهش بآ طسوت هاگتسد نیا ه
یم ماجنا زاب لکیس تروص و میظنت .دریگ
هزادنا یریگ کنخ بآ یبد مهارف رتماتور و ریش کمک هب روسنادنک هدننک
یم و بآ( ترارح لاقتنا لایس روبع اب .دوش نلیتا
روتارپاوا ترواجم زا )لوکیلگ
یم نآ یامد ،لکیس نیا ات دناوت
ºC .دوش درس-14
Fig. 2 Ice storage system and cooling machine (compression chiller) لکش هریخذ هناماس2 نکدرس هاگتسدو خی زاس
)یمکارت رلیچ(
Time
Temperature
هریخذ نزخم لماش هیوناث هخرچ هلول و پمپ ،خی زاس
یشک یم طبار یاه .دشاب
هریخذ نزخم داعبا زاس
cm 24×16×71 هب و هدوب
،نآ نورد بآ شیامرس روظنم
لیوک زا ییوناز کی اب هک یسم یتشگرب و تفر یاه لصتم مه هب لکشU
هدش یم هدافتسا دنا لیوک عومجم لوط .دوش
اه m نآ رطق و رتم1.2 اه
cm 2
یم لیوک نورد .دشاب دض و بآ لولحم اه
ِبیکرت تبسن اب خی و بآ دصرد60
یم شدرگ خیدض دصرد40 یم نزخم نورد بآ زا ار امرگ و دنک
یارب .دریگ
مجح اب خیدض و بآ نابیتشپ نزخم کی زا ،یفاک ترارح لاقتنا لایس نیمات یم هدافتسا رتیل 10 ژویفیرتناس پمپ کی .دوش
نورد زا ار لایس یتاو 50
روتارپاوا لخاد هب یکمک نزخم زا دعب و هدرک تیاده نکدرس هاگتسد
لیوک لخاد رد ار نآ ،شیامرس هریخذ نزخم یاه
یم نایرج هب امرس زاس -
هریخذ نزخم یجورخ رد لایس .دزادنا نابیتشپ نزخم هب اددجم امرس زاس
هب لکیس نیا و هتشگزاب یم رارکت موادم روط
هزادنا ناکما .ددرگ یبد یریگ
مهارف جردم رشب کمک هب دربم یم
هب .دشاب نیب یترارح تافلاتا شهاک روظنم
تماخض هب یتیلونوی تاحفص اب نزخم ینوریب حطس ،فارطا طیحم و نزخم 5
یتناس .تسا هدش قیاع رتم
هب یجورخ/یدورو رد ترارح لاقتنا لایس ترارح هجرد شجنس روظنم
هریخذ نزخم کی نینچمه .تسا هدش هدافتسا ییامد روسنس ود زا امرس زاس
س نزخم لخاد رد ییلااب لیوک ترواجم رد ار بآ ترارح هجرد ،ییامد روسن
هریخذ هزادنا ،خی زاس یم یریگ
هلصاف رد بآ یامد زین یرگید روسنس .دنک یا
لیوک زا رود یم ار نزخم یاه
لدم رگلااتید کی هب اهروسنس نیا .دجنس
TES-1384 هدش لصتم
نآ طسوت هدش شرازگ یامد هک دنا ف اب ار اه
هلصا
یم هریخذ هقیقد کی ینامز رد اهروسنس تیعقوم ،دنک
"
لکش
"3 هداد شیامن
.تسا هدش یوگدنلب کی زا بآ نورد تاشاعترا دیلوت یارب کی هب لصتم یمها4
یلپمآ بصن وگدنلب مگارفاید یور رب یزلف هلیم کی .تسا هدش هدافتسا ریاف
شعترم مه هلیم ،مگارفاید شاعترا اب هک هدش یم
یاراد ،هلیم رگید رس .ددرگ
.ددرگ لقتنم بآ هب کهلاک نیا طسوت تاشاعترا و تسا یزلف کهلاک یلپمآ هب لصتم هنایار طسوت تاشاعترا یلامعا ناوت و سناکرف ریاف
یم لرتنک -
زا یروبع نایرج و لیسناتپ فلاتخا ،وگدنلب ناوت میظنت یارب نینچمه .ددرگ آ زا تلاح ره رد وگدنلب بطق ود هزادنا شیامز
رد .تسا هدش یریگ
"
لکش
"4
.تسا هدش هداد شیامن تاشاعترا هچراپکی متسیس -3 -2 شیامزآ ماجنا شور
هب هریخذ نزخم بآ یامد و عافترا ،ناسکی ییادتبا طیارش داجیا روظنم خی زاس
شیامزآ مامت عورش رد بیترت هب اه
cm و17 22 ºC لایس لولحم .دش میظنت
لماش ترارح لاقتنا دض دصرد40
و خی یم بآ دصرد60 یبد نینچمه .دشاب
Fig. 3 cooling storage reservoir (arrows shows sensors positions) لکش هریخذ نزخم3 هدش صخشم شلف اب اهروسنس تیعقوم .امرسزاس
دنا Fig. 4 vibration transfer mechanism
لکش تاشاعترا لاقتنا مزیناکم4
دض و بآ لولحم یمرج تلاح مامت یارب شیامزآ عورش رد خی
اب ربارب اه 31
یم هیناث رب مرگ هب .دشاب
کنخ بآ یبد ،هدش هیبعت رتماتور هلیسو نک
شیامزآ مامت ماجنا تدم لوط رد روسنادنک
،اه cc/sec .تسا هدش میظنت18
یواح نابیتشپ نزخم Lit
طیارش میظنت زا دعب .تسا خیدض و بآ لولحم10
یم راک هب عورش نک درس هاگتسد ،شیامزآ ییادتبا ،نآ زا دعب هلصافلاب و دنک
ینامز هلصاف اب رگلااتید هداد تبث هب عورش هقیقد 1
هدش شرازگ ییامد یاه
طسوت یم روسنس4 شیامزآ لک نامز تدم .دیامن عورش نامز زا ،هقیقد 280
تسد راک هب یم نکدرس هاگ هب هلصافلاب شیامزآ مامتا زا دعب .دشاب
کی هلیسو
یقاب بآ لاخ گنلیش هریخذ نزخم رد هدنام
هب خی زاس یم هیلخت لماک روط -
.ددرگ خی ندش بوذ زا دعب زا یشان بآ نازیم ،نزخم رد هدش لیکشت یاه
خی بوذ تقد اب رشب کی کمک هب تسا هدش عمج نزخم فک رد هک اه 5
یلیم هزادنا رتیل یم یریگ .دوش
هزادنا روظنم هب هریخذ نزخم زا هدش لقتنم ترارح یریگ
یبد ،خی زاس
رد دربم ره شیامزآ ییادتبا هقیقد40
نامزرد و هقیقد10 نایاپ ات یدعب یاه
ره،شیامزآ هزادنا رابکی هقیقد20
هطبار کمک هب سپس .تسا هدش یریگ (
)1
خذ نزخم زا ترارح لاقتنا نازیم هری
هب امرس زاس .تسا هدمآ تسد
( )1 Q= ṁ×C×(T2-T1)
هطبار رد ( )،1 T1
و T2
هب دض هدش تبث یاهامد بیترت زا یجورخ و یدورو خی
هریخذ نزخم یم امرس زاس
هلصاف اب شیامزآ عورش هظحل زا اهامد نیا .دنشاب
هدش تبث هقیقد کی ینامز ( دربم یمجح بیکرت دصرد هب هجوت اب .دنا
40
و خی دض دصرد دربم هژیو یترارح تیفرظ )بآ دصرد60
اب ربارب J/g ºC 3.47
جنسامد یاطخ .تسا هدش هتفرگ رظن رد دودح رد هدافتسا دروم یاه
ºC 0.1
یم اب یرشب طسوت شیامزآ یاهتنا رد هدش لیکشت خی نازیم ،نینچمه .دشاب
تقد یلیم5 هزادنا رتیل ،ساسا نیا رب .تسا هدش یریگ رد اطخ راشتنا نازیم
هریخذ نزخم زا هدش لقتنم ترارح هبساحم و دیدرگ هبساحم امرس زاس
نزخم زا هدش لقتنم ترارح هبساحم یارب نکمم یاطخ هنیشیب دش صخشم هریخذ اب ربارب امرس زاس kJ
یم 9 .دشاب
-4 جیاتن شیپ شهوژپ رد سناکرف اب یکیناکم تاشاعترا ور
امعا روتاربیو هب زتره70 ل
هب ،نینچمه .دش هزادنا یاج
یکیرتکلا ناوت زا شاعترا هنماد میقتسم یریگ
تست یط رد و تسا هدش هدافتسا شاعترا داجیا تهج هدش فرصم یاه
یور رب یکیرتکلا ناوت فلتخم هب مزلا .تسا هدش هتشاد هگن تباث تاو0.19
زا یرتهب رایعم ،شاعترا هنماد هب تبسن یفرصم ناوت هک تسا حیضوت نازیم
هزادنا و تسا لایس هب هدش لقتنم یکیناکم یژرنا یدربراک نآ یریگ
.تسا رت
هب شاعترا لاقتنا رد هک شعترم مسج رثؤم عطقم حطس هزادنا رثا نینچمه هب هنماد رد هک یلاح رد تسا راذگرثا ناوت یور رب تسا تیمها یاراد عیام یمن هدید ییاهنت شاعترا هنماد ،نیا رب هولاع .دوش
رب دناوت یم بسح
هب ار یصاخ ثحابم کی ره باختنا هک دوش نایب باتش ای تعرس ،ییاجباج عمج نیا هب ناگدنسیون تاکن نیا ظاحل اب عومجم رد .دراد لابند یدنب
یم یفرصم ناوت هک دندیسر .دشاب شاعترا هنماد هب تبسن یرتهب کلام دناوت
هب ناوت زا هک تشاد رظن رد دیاب رگید فرط زا هدش هدافتسا یا هسیاقم تروص
ناوت زا هدافتسا نیاربانب .دراد دوجو ناوت و هنماد نیب یمیقتسم هطبار و تسا ب یلک جیاتن رد یرییغت هنماد ای ه
.درک دهاوخن داجیا هدمآ تسد
شیامزآ نیا رد روتاربیو بارپ یضرع و یلوط تیعقوم رییغت رثا دروم اه
هب .تفرگ رارق یسررب یکیناکم تاشاعترا لامعا نودب یشیامزآ ،هسیاقم روظنم
ربارب هدش دیلوت خی رادقم دش هدهاشم هک دش ماجنا یلیم1550
یامد و رتیل
درس ریز یتناس هجرد-1.5
یم دارگ هب .دشاب ،اطخ لامتحا نازیم شهاک روظنم
تاشاعترا نودب لامرن تلاح رد شیامزآ هجیتن راب ره و دش رارکت راب 2
شم هب خی دیلوت نازیم ظاحل زا یهبا .دمآ تسد
هب لایس یامد ترارح لاقتنا هبساحم روظنم هزادنا جورخ و دورو رد
یریگ
یم ریغتم دربم لایس یامد .دش ییادتبا تاظحل رد طیحم یامد زا و دشاب
دودح ات شیامزآ عورش -14
یتناس هجرد شیامزآ ییاهتنا قیاقد رد دارگ
یم شهاک لیلد .دبای دضو بآ طولخم یامد ندوب ریغتم
ندوب هتسب ،خی
لایس یامد شهاک و نامز تشذگ ،عقاو رد .تسا دربم شیامرس لکیس و بآ یامد ندش رتدرس ثعاب ،نابیتشپ نزخم رد دوجوم ترارح لاقتنا دض یم روتارپاوا زا روبع راب ره زا دعب خی هب هلاسم مه یراجت داعبا رد .ددرگ
یم تروص نیمه .دشاب
-4 -1 لیوک زا روتاربیو یضرع هلصاف رثا یسررب
شیامزآ ماجنا اب شخب نیا رد رب روتاربیو یریگرارق یضرع هلصاف رثا ییاه
هریخذ نزخم لخاد رد ،خی دیلوت رادقم روظنم نیا هب .دش یسررب امرس زاس
لصاوف رد روتاربیو ،21
و31 یلیم40 همه رد .دش هداد رارق لیوک یرتم
تلاح ف اه روتاربیو یلوط هلصا ربارب لیوک یدورو زا
یتناس8 هداد رارق یرتم
.دش هلصاف یارب دش صخشم ،هدش تبث ریواصت هب هجوت اب یلیم21
خی ،یرتم
یم لیکشت یتیردند لصاوف رد یلو ددرگ
و 31 یلیم 40 رد خی دشر ،رتم
لیوک فارطا هب اه
لکش زا یرثا و هدوب یعاعش و تخاونکی تروص اب خی یریگ
هلصاف رد هدش لیکشت خی نازیم .دیدرگن هدهاشم یتیردند راتخاس یلیم21
-
یرتم یلیم 1700
لصاوف رد و رتیل و 31
یلیم 40 ،یرتم و 1578
1500
یلیم هزادنا رتیل یم ناشن هلاسم نیا .دش یریگ یریگرارق یضرع هلصاف دهد
رب ییلااب تیمها زا ،خی لیکشت رب لیوک هب تبسن بارپ یم رادروخ
.دشاب
تشذگ زا سپ هدش لیکشت خی راتخاس رد دامجنا عورش زا هیناث1800
"
لکش
"5 تسا هدش هداد شیامن رد نینچمه.
"
لکش
"6 تبث یامد یاهرادومن
رد و ییلااب لیوک ترواجم رد عقاو رگسح طسوت هدش
"
لکش
"7 رادومن
ره یازا هب هدش لقتنم ترارح تسا هدش هداد شیامن هقیقد20
.
قباطم
"
لکش
"6 هلصاف تلاح رد ، یلیم 21
نیرتشیب اب دامجنا ،یرتم
تشذگ زا سپ نآ عورش و هدش هجاوم ریخات خر شیامزآ زاغآ زا هقیقد217
هلصاف نایم رد درس ریز یامد نیرتمک .تسا هداد لداعم هک هدش یسررب یاه
-4.4°C ود نایم هسیاقم رد اما .تسا هداتفا قافتا تلاح نیا رد زین تسا
هلصاف و40 یلیم31 یم صخشم یرتم رد تلاح ود ره رد دامجنا هک ددرگ
( نامز کی درسریز یامد اهنت و هداتفا قافتا )شیامزآ عورش زا دعب هقیقد170
نآ رد نازیم هب اه یم توافتم هجرد 0.6
دشاب هب جیاتن . هدمآ تسد ناشن
یم بارپ هلصاف شیازفا زا یشان بآ تارذ تاشاعترا هنماد شهاک اب هدهد هتفای شهاک بآ دامجنا دنیارف رب یکیناکم تاشاعترا رثا ،لیوک زا روتاربیو
رد .تسا
"
لکش
"7 زا خیدض و بآ لولحم طسوت هدش لقتنم ترارح نازیم
ره رد نزخم لاقتنا شهاک لیلاد .تسا هدش شرازگ هقیقد 20
اب ترارح
دضو بآ( ترارح لاقتنا لایس نیب یامد فلاتخا شهاک یکی ،نامز تشذگ هریخذ نزخم نورد بآ و )خی و بآ طولخم یبد شهاک ،یرگید و خی زاس
یضرع هلصاف یلیم40
رتم رتمیلیم31 یضرع هلصاف رتمیلیم21 یضرع هلصاف
Fig. 5 Results related to the effect of lateral distance position of the vibrator from coils in the reservoir after 1800 sec after start of solidification لکش یسررب جیاتن5 تشذگ زا سپ خی لیکشت رب لیوک هب تبسن روتاربیو یضرع تیعقوم رثا
دامجنا عورش زا هیناث1800
Fig. 6 The temperature recorded by the sensor located on the adjacent coil surface for three different lateral distances of the vibrator
لکش هلصاف هس یارب لااب لیوک رواجم حطس رد عقاو رگسح طسوت هدش تبث یامد6
توافتم یضرع لیوک هب تبسن روتاربیو
0 50 100 150 200 250 300 350 400 450
20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240 260 280
Heat (kJ)
Time (min)
21 mm 31 mm 40 mm
Fig. 7 Total heat transferred from the reservoir every 20 minutes for three different cross-sections of the vibrator
لکش عومجم7 ره رد نزخم زا هدش لقتنم ترارح یضرع هلصاف هس یارب هقیقد20
روتاربیو توافتم
رد تجزل شیازفا لیلد هب ،خیدض یم امد شهاک رثا
رادومن هب هجوت اب .دشاب
ینامز هلصاف رد هدش لقتنم ترارح نازیم ،تلاح هس ره رد زا دعب هقیقد20
عورش ناهن یامرگ ندش دازآ عوضوم نیا لیلد .تسا هتفای شیازفا دامجنا
یم نزخم یامد شیازفا و دامجنا هلصاف رد .دشاب
امد شیازفا نیا 21mm
سوسحم تسا هدوب رت لکش اب رظانتم هک
لباق ریداقم یریگ اب خی یهجوت
یم یتیردند راتخاس .دشاب
لودج رد یضرع هلصاف هس یدامجنا یاهرتماراپ 1
هب هدش یسررب هدش هداد شیامن هصلاخ روط
.دنا
هلصاف ود ره رد دامجنا ناسکی عورش نامز دوجو اب و31
یلیم40 یرتم
( هلصاف رد هدش لیکشت خی نازیم ،)شیامزآ عورش زا سپ هقیقد170 31
یلیم هلصاف هب تبسن یرتم یلیم40
،یرتم یلیم78 یم رتشیب رتیل تلع .دشاب
لودج زا سپ دامجنا هب طوبرم یاهتیمک رب لیوک زا روتاربیو یضرع هلصاف رثا1
تشذگ شیامزآ عورش زا هقیقد280
Table 1 the effect of lateral position of the vibrator from the coil on the solidification parameters after 280 min from beginning of experiment
( لیوک زا روتاربیو یضرع هلصاف / رثا عون )mm
21 31 40
(هدش لیکشت خی نازیم )ml
1700 1578 1500
هدش لقتنم ترارح 3513.7 (kJ)
3306 3348
(دامجنا عورش یارب هدش یط نامز )min
217 170 170
ییاز لاتسیرک لبقام درس ریز یامد
℃ ( ) -4.4
-2.7 -2.1
دامجنا ماگنه یامد شیازفا
℃ ( ) 4.7
3 2.5
نودب تلاح هب تبسن هدش لیکشت خی رییغت دصرد )%( تاشاعترا 9
1 -3 یم عوضوم نیا نییاپ دناوت
رد دامجنا عورش زا لبق درس ریز یامد ندوب رت
هلصاف یلیم31 هلصاف اب هسیاقم رد یرتم یلیم40
دشاب یرتم نییاپ.
ندوب رت
یم ببس دامجنا عورش زا لبق ِدرس ریز یامد نزخم رد خی لیکشت ات ددرگ
نآ زا و دشاب هتشاد یرتمک تدورب نیمات هب زاین هدش نیمات تدورب هک اج
،دربم طسوت هب رجنم ،رتمک درس ریز یامد تسا ناسکی شیامزآ ود ره رد
لکش .تسا هدش خی زا یرتشیب ریداقم یریگ
تاشاعترا رثا شهاک تلع حیضوت رد رگاقلا یضرع هلصاف شیازفا رثا رد
یدام طیحم زا نآ روبع اب جوم کی )هنماد( تدش تفگ دیاب لیوک زا روتاربیو یم شهاک گنه ،رگید ینایب هب .دبای رثا ،یعیبط هدام کی زا جوم کی روبع ما
یم هدهاشم جوم بذج و قرفت )یتوص( یراشف جوم هنماد تارییغت .ددرگ
هلصاف و جوم هیلوا هنماد اب صخشم یدام طیحم کی رد بآ نورد یط هک یا
یم یم هبساحم ریز هطبار زا دنک دوش
:[14]
)2) )
𝛼x -
×exp ( A0
=
) x
A(
هطبار نیا رد A0
یم جوم ادبم رد هتفرگ لکش یلصا جوم هنماد .دشاب
𝛼
و دراد ریغتمو تبثم یریداقم هشیمه و هدوب هنماد )ییاریم( بذج بیرض x
یم نآ داجیا ادبم زا جوم هدش یط تفاسم زین نامه .دشاب
هطبار رد هک روط
( )2 یم هدهاشم شهاک جوم عبنم زا هلصاف شیازفا اب یلحم جوم هنماد دوش
یم بای ریثات و د یم ادیپ شهاک دامجنا دنور رب یکیناکم جوم یراذگ دنک
جیاتن.
یم ناشن راک رد هدش هتفرگ رظن رد سناکرف و ناوت اب هک یتروص رد دهد
یتناس راهچ اب ربارب ای رتشیب لیوک زا روتاربیو هلصاف ،رضاح دوجو دشاب رتم
.تشاد دهاوخن دامجنا دنیآرف رب یریثات روتاربیو -4 -2 لیوک زا روتاربیو یلوط بسانم هلصاف
هب رد روتاربیو ،لیوک یدورو زا روتاربیو بسانم یلوط هلصاف نتفای روظنم
تلاح ( نزخم هب لیوک یدورو ترواجم رد ،فلتخم یاه یتناس 5
زا یرتم
هلصاف( لیوک ینایم هیحان رد ،)نزخم هب لیوک یدورو یتناس 32
زا یرتم
م رد و )نزخم هب لیوک یدورو جیاتن هب هجوت اب .دش هداد رارق ییوناز ترواج
شخب اب ربارب شیامزآ هس ره رد ،لیوک زا روتاربیو یضرع هلصاف 1-4
21
یلیم تلاح نیا رد هدش لیکشت خی راتخاس .دش هداد رارق رتم زا سپ اه
تشذگ رد دامجنا عورش زا هیناث1800
"
لکش
"8 رد .تسا هدش هداد شیامن
رد هدش تبث ریواصت زا مادک ره
"
لکش
"8 یلوط تیعقوم رییغت اب طبترم هک
لیکشت یتیردند راتخاس اب خی یتوافتم ریداقم ،تسا نزخم رد روتاربیو رگاقلا و ییادتبا طاقن رد روتاربیو رگاقلا نداد رارق اب طبترم ریواصت رد .تسا هدش یم هدهاشم نزخم ینایم ش
هیحان رد امومع یتیردند خی یگدرتسگ هک دو
یم نزخم یلااب رد روتاربیو رگاقلا هک یتلاح رد هک تسا یلاح رد نیا .دشاب
ییوناز ترواجم فلتخم طاقن هب یتیردند راتخاس اب خی ،هتفرگ رارق لکشU
تشذگ زا سپ تلاح نیا رد دامجنا عورش .تسا هتفای شرتسگ نزخم 252
امزآ زاغآ زا هقیقد خی راتخاس هب طوبرم ریواصت تسا رکذ هب مزلا .داد خر شی
هریخذ نزخم نورد زا هدنام یقاب بآ هیلخت زا دعب هلصافلاب ،هدش لیکشت زاس
هدش تبث خی .دنا
نامه رادومن رد هک روط
"
لکش
"9 یم هدهاشم لیوک طسو رد ،دوش
ریز یامد قلطم ردق و رتمک دامجنا عورش نامز لیوک رس ود هب تبسن درس
رد هک حطس ناملا کی زا تفگ دیاب هدیدپ نیا هیجوت رد .تسا رتکچوک نآ و ییادتبا طاقن هب تبسن یرتمک ترارح لاقتنا دراد رارق نزخم ینایم هطقن یم تروص لیوک ییاهتنا لاقتنا لایس ندوب درس لیلد هب یدورو رد اریز دریذپ
هب ییوناز رد و ترارح رح لاقتنا نایرج یگتفشآ لیلد
.تسا رتشیب ترا
نامه رد هک هنوگ
"
لکش
"10 تاشاعترا نودب تلاح رد دامجنا هب طوبرم هک
نزخم هب لیوک یدورو ترواجم رد روتاربیو لیوک یدورو زا یرتمیتناس32 هلصاف رد روتاربیو ییوناز ترواجم رد روتاربیو Fig. 8 images related to the effect of longitudinal position of the vibrator from coils in the reservoir on the solidification
لکش دامجنا رب نزخم نورد رد روتاربیو یلوط تیعقوم رییغت رثا اب طبترم ریواصت8
یم هدهاشم تسا نیح دوش
طاقن رگید زا ییوناز رد خی تماخض دامجنا دنیآرف
ار هیحان نیا رد ترارح لاقتنا خرن ندوب رتلااب ،هلاسم نیا هک تسا رتشیب یم دییات یم تروص یرتمک ترارح لاقتنا لیوک زا یتمسق رد یتقو .دنک دریگ
هتسه یرتمک دادعت نآ فارطا رد یم لیکشت یلاتسیرک یاه
نآ زا .ددرگ اج
یارب هک هتسه هیلوا دادعت دیاب ،متسیس رد دامجنا عورش دادعت کی هب اه
دنسرب ینارحب .[11]
ترواجم رد روتاربیو دننام یجراخ لماع کی نداد رارق
ناکم هتسه نآ عبت هب و رتشیب ترارح لاقتنا هک ییاه هدرتسگ ییاز
رد یرت
نآ یم تروص اه یامد و دامجنا عورش رد رتشیب ریخات ثعاب ،دریگ
درس ریز
نییاپ یم رت .ددرگ
-5 0 5 10 15 20 25
1 22 43 64 85 106 127 148 169 190 211 232 253 274
Temperature (°C)
Time (min) entrance middle U turn
Fig. 9 The temperature recorded by the sensor located on the adjacent coil surface for three different position of the vibrator probe
لکش هس یارب لااب لیوک رواجم حطس رد عقاو رگسح طسوت هدش تبث یامد 9
نزخم نورد روتاربیو توافتم تیعقوم Fig. 10 During the freezing process, the thickness of the ice in the knee
is greater than the other points
لکش رگید زا ییوناز رد خی تماخض دامجنا دنیآرف نیح10 تسا رتشیب طاقن
دامجنا عورش رد ریخات نیرتشیب ،تفرگ رارق ییوناز رواجم رد روتاربیو یتقو ( نییاپ نینچمه و )شیامزآ عورش زا سپ هقیقد252 لبق درس ریز یامد نیرت
لاتسیرک عورش زا یم هلاسم نیا هک دش هدهاشم ییاز
ندوب رتشیب هب دناوت
.دوش هداد تبسن ییوناز رد ترارح لاقتنا هدش لیکشت خی مجح یمامت ابیرقت
فلتخم طاقن رد دایز مجح اب هک دوب یتیردند راتخاس یاراد تلاح نیا رد تبسن هدش لیکشت صلاخ خی مجح ،دوجو نیا اب .دوب هتفای شرتسگ نزخم شیب عوضوم نیا تلع .تفای شهاک شخب نیا رد یسررب دروم تلااح ریاس هب ع و دامجنا نداتفا ریخات هب دح زا یعاعش خی دشر یارب یفاک تصرف نیمات مد
یم لیوک فارطا هیحان رد هب و جیردت هب ،یتیردند خی فلاخ رب هک دشاب
یم ادیپ دشر یگتسهآ دنک
.....
شیامزآ زا یرس نیا یارب ترارح لاقتنا رادومن رد ،اه
"
لکش
"11 میسرت
خم طسوت هدش لقتنم ترارح فرعم ،رادومن طاقن زا مادک ره .تسا هدش طول
تدم رد خیدض و بآ یم هقیقد20
دنشاب یم هدهاشم. تلاح اب هباشم ددرگ
-
یم رییغت لیوک زا روتاربیو بارپ یضرع هلصاف هک ییاه عورش زا لبق ،درک
نامه .تسا هدش هتساک جیردت هب نزخم زا ترارح لاقتنا خرن ،دامجنا دنیارف -
اقتنا شهاک نیا لیلد ،دش هراشا زین نیا زا شیپ هک روط شهاک ،ترارح ل
زا و وس کی زا نزخم نورد بآ و خی دض و بآ طولخم نیب امد فلاتخا شهاک رثا رد نآ تجزل شیازفا لیلد هب خیدض و بآ یبد شهاک رگید ییوس یم نآ هتسویپ یامد .دشاب
0 50 100 150 200 250 300 350 400
20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240 260 280
Heat (KJ)
Time (min)
entrance middle U turn
Fig. 11 Total heat transferred from the reservoir every 20 minutes for three different position of the vibrator probe
لکش عومجم11 ره رد نزخم زا هدش لقتنم ترارح یضرع هلصاف هس یارب هقیقد20
روتاربیو توافتم
طوبرم ،هدش یسررب تلاح هس نایم رد ترارح لاقتنا شیازفا رادقم نیرتشیب ارق ییوناز رانک رد روتاربیو هک تسا یتلاح هب فلاتخا تلاح نیا رد .تفرگ ر
لاتسیرک عورش زا دعب و لبق هقیقد کی ترارح لاقتنا ربارب ییاز
10.84
kJ/min یم تلاح یارب ددع نیا .دشاب هنایم ترواجم رد روتاربیو هک ییاه
ربارب بیترت هب تشاد رارق نزخم هب لیوک یدورو و لیوک 6.57 kJ /min
و
4.46 kJ /min هب دامجنا ،ییوناز ترواجم رد روتاربیو تلاح رد .دش هبساحم
شهاک .تفای شهاک درس ریز یامد ،نینچمه و داتفا ریخات هب یدایز تدم هتسه یگدنکارپ و نزخم بآ یامد مجح رد خی لیکشت ناکما ات دش ثعاب اه
نیا رد هدش لیکشت خی صلاخ رادقم هچرگا .ددرگ مهارف نزخم زا یگرزب تح تلاح لاقتنا خرن یلو ،تسا رتمک تاشاعترا نودب تلاح هب تبسن ی روتاربیو رگید تیعقوم ود هب تبسن ،تلاح نیا رد دامجنا عورش زا دعب ِترارح
.تسا رتشیب هب جیاتن هب شیامزآ هس نیا زا هدمآ تسد لودج رد هصلاخ روط
شیامن2
.تسا هدش هداد هک یطیارش رد خی دیلوت دوبهب هب هجوت اب رارق نزخم هنایم رد روتاربیو
هجیتن دش هداد یم یریگ
،یسررب دروم طیارش و هسدنه اب ینزخم رد هک دوش
نآ رد ترارح لاقتنا هک یطاقن رد روتاربیو نداد رارق هب تسا هنیشیب اه
روظنم
.تسین بسانم خی دیلوت شیازفا لودج تیمک رب نزخم رد روتاربیو یلوط هلصاف رثا2 هب طوبرم یاه
زا سپ دامجنا
شیامزآ عورش زا هقیقد280 Table 2 The effect of longitudinal position of the vibrator inside the storage tank on the solidification parameters after 280 min from beginning of experiment
رثا عون رد
یدورو هنایم رد
لیوک رواجم رد
ییوناز
خی نازیم هدش لیکشت (
)ml 1680
1743 1300
( هدش لقتنم ترارح )kJ
2852 2989.133 2530
( دامجنا عورش هدش یط نامز زاغآ هظحل زا
رب شیامزآ )هقیقد بسح 210
182 252
( ییاز لاتسیرک لبقام درس ریز یامد
OC ) -4.4 -4.1
-4.8
دامجنا ماگنه یامد شیازفا (
OC ) 4.6 4.1
5.1
خی رییغت دصرد تلاح هب تبسن هدش لیکشت
)%( تاشاعترا نودب 8
12 -16
-5 مک نامز هب یژرنا لاقتنا و روتاربیو یژرنا فرصم رادقم یراب
فرصم ناونع هب روتاربیو ندرک هفاضا هب رجنم ،هیلوا هنیزه رب هولاع ،هدننک
هنیزه ندش هفاضا یم یفرصم
مک هفرعت اب هک ددرگ یم هبساحم یراب
رد و دوش
رد شیامرس نیمات یارب یکیرتکلا یژرنا فرصم رادقم زا نتساک اب ،ضوع یم ناغمرا هب یرتمک هنیزه هدننک فرصم یارب ،فرصم کیپ نامز .دروآ
کیپ اب نینچمه لصاح یعفانم مه تسیز طیحم و تلود یارب هکبش ییاس
قیقحت رد هراشا دروم یروانف زا هدافتسا یداصتقا قیقد لیلحت .دش دهاوخ اح یم ،رض یارب افرص اما .دریگ رارق یسررب دروم یرگید قیقحت رد دناوت یژرنا شهاک رادقم و روتاربیو فرصم رادقم ،هیلوا دید کی هب یبایتسد یبایزرا و هبساحم همادا رد روتاربیو زا هدافتسا رثا رد یفرصم یکیرتکلا یم دنوش . ک نامز رد روتاربیو طسوت هتیسیرتکلا یژرنا فرصم رادقم م
ناوت :یراب
شیامزآ رد روتاربیو هب یلامعا اه
شیامزآ لک نامز .تسا هدوب تاو 0.19 اه
اب ربارب تلاح مامت رد دامجنا عورش یارب مزلا نامز یلو تسا هقیقد 280
اه
زا شیب یم هقیقد120
یط تسا مزلا رثکادح روتاربیو ،اذل .دشاب راک160
دنک
هب اهنت هک زا رتمک هک دراد زاین یژرنا لوژ ولیک1.82
تسا تعاس تاو0.5 .
رثا رب :هدش لیکشت خی هفاضا دیلوت تهج هتیسیرتکلا فرصم رادقم هنایم رد روتاربیو تلاح رد هدش لیکشت خی شیازفا نازیم ،روتاربیو زا هدافتسا
ربارب لیوک یلیم193
یم خی رتیل د طیحم یامد ندوب کنخ هب هجوت اب .دشاب
ر
رادقم نتفرگ رظن رد اب .تسا رتشیب بش رد رلیچ هناماس ییاراک بیرض ،بش اب ربارب یمکارت رلیچ کی یاربCOP هدش هریخذ خی رادقم زا هک یشیامرس ،3
یم لصاح اب تسا ربارب دوش :
( )3 Ql=miceLf+ micec∆T
هطبار نیا رد mice
،خی مرج اب ربارب Lf
،بوذ ناهن یامرگ اب ربارب اب رباربc
و بآ هژیو یامرگ لباق یامد رثکادح و بوذ هطقن یامد فلاتخا اب ربارب ∆T
لیوک رد شخرچ یارب هدافتسا لدابت اه
یم طیحم یاوه اب ترارح هدننک .دشاب
یتروص رد امد فلاتخا هک 14 ºC
لصاح شیامرس رادقم دوش هتفرگ رظن رد
اب ربارب کلا یژرنا اذل .دوب دهاوخ تعاس تاو 21
دروم یکیرت ضرف اب زاین
دص یهدزاب
،یکیرتکلا تازیهجت دصرد اب تسا ربارب ،W
:
(4) /COP=7
W=Ql
یم ثعاب یشاعترا بارپ ندرک هفاضا ،نیاربانب رادقم هک دوش
یژرنا تاو0.5
رادقم لقادح ضوع رد یلو دوش فرصم رتشیب یکیرتکلا یژرنا فرصم تاو7
مک نامز هب فرصم جوا زا یکیرتکلا ندش هفاضا اب اذل .دوش لقتنم یراب
1
مک نامز رد قرب فرصم دحاو یم یراب
ناوت جوا رد یژرنا فرصم زا دحاو14
تساک فرصم .
-6 هجیتن یریگ کی نورد رد بآ دامجنا یور رب یکیناکم تاشاعترا رثا شهوژپ نیا رد
هریخذ متسیس خی زاس
تیعقوم رثا و تفرگ رارق هجوت دروم لیوک یور
سناکرف .دش یسررب نزخم فلتخم طاقن رد روتاربیو بارپ یریگرارق شیامزآ مامت رد تاشاعترا اب ربارب اه
ربارب ،روتاربیو هب یلامعا ناوت و زتره70
اب دش هداد رارق تاو0.19 .
شیامزآ ماجنا اب یریگرارق یضرع هلصاف رثا ییاه
دیلوت رادقم رب روتاربیو
هریخذ نزخم لخاد رد ،خی راتخاس دش صخشم .دش یسررب امرس زاس
هزادنا هب بارپ و لیوک نیب هلصاف هک یتلاح رد اهنت هدش لیکشت خی دودح رد( دشاب مک یفاک یلیم21
ب )رتم ه یتیردند راتخاس اب خی تروص
یم و دشاب یتروص رد فرگ رظن رد سناکرف و ناوت اب هک راک رد هدش هت
یتناس راهچ اب ربارب ای رتشیب لیوک زا روتاربیو هلصاف ،رضاح دشاب رتم
.تشاد دهاوخن دامجنا دنیآرف رب یریثات روتاربیو دوجو ابیرقت درس ریز یامد ،لیوک زا روتاربیو یضرع هلصاف شیازفا اب دش صخشم یم رتکیدزن خی بوذ یامد هب مه یط زا سپ دامجنا عورش و دوش
تدم
یم خر یرتمک نامز .دهد
- یامد و بارپ یریگرارق یقفا تیعقوم نیب هطبار یسررب روظنم هب ،شیامزآ نایاپ رد هدش لیکشت خی نازیم و دامجنا عورش ریخات ،درسریز باختنا .دش هداد رارق نزخم رد ازجم تیعقوم هس رد روتاربیو بارپ رب طاقن نیب ترارح لاقتنا خرن ندوب توافتم ساسا لایس و لیوک
لیوک طسو رد روتاربیو نداد رارق داد ناشن جیاتن .تفرگ تروص ،رواجم هدش لیکشت خی رادقم رد یرتشیب شیازفا هب رجنم ،نآ رس ود هب تبسن یم .ددرگ
- هب طلاتخا و لیوک یدورو رد ترارح لاقتنا لایس ندوب رتدرس لیلد
رارح لاقتنا ،ییوناز رد لیوک ِنورد خیدض و بآ نایرج ود نیا رد ت
هتسه لیکشت خرن نآ عبت هب و تسا رتشیب هیحان زین یلاتسیرک یاه
ود نیا رد روتاربیو دننام یجراخ لماع کی نداد رارق ،اذل .تسا رتشیب هتسه رتشیب یگدنکارپ ثعاب ،هیحان عورش رتشیب ریخات هجیتن رد و اه
نییاپ درسریز یامد و دامجنا یم رت
.ددرگ
- شیامزآ ماجنا یاه لیکشت خی نازیم درک صخشم شخب نیا رد هتفرگ
.تسا یگتسب زین دامجنا عورش رد ریخات نازیم و درسریز یامد هب هدش رد روتاربیو بارپ هک یتقو هباشم( دامجنا عورش دایز یاهریخات رد هب ،)تفرگ رارق ییوناز ترواجم خی لیکشت یارب نامز شهاک لیلد
رب هک( یعاعش هب یتیردند خی فلاخ
یم دشر یگتسهآ یتح ،)دنک
نودب لامرن تلاح هب تبسن هدش لیکشت خی صلاخ رادقم تسا نکمم .دوش رتمک زین تاشاعترا
- نینچمه و ینوماریپ طیحم و نزخم نیب یترارح تافلاتا دننام یلماوع ترارح لاقتنا لایس نیب امد فلاتخا شهاک رثا رد ترارح لاقتنا شهاک هریخذ نزخم بآ و یم زاس
نتخادنا ریخات هب هک دشاب یلیلاد زا دناوت یم لیدبت بولطمان یرما هب ار دامجنا عورش دح زا شیب
.دنک
-7 عجارم
[1] Y. H. Yau, B. Rismanchi, A review on cool thermal storage technologies and operating strategies, Renewable and Sustainable Energy Reviews, Vol. 16, No. 1, pp. 787-797, 1//, 2012.
[2] H. Jannesari, N. Abdollahi, Experimental and numerical study of thin ring and annular fin effects on improving the ice formation in ice-on-coil thermal storage systems, Applied Energy, Vol. 189, No. Supplement C, pp. 369-384, 2017/03/01/, 2017.
[3] M. Dalvi-Isfahan, N. Hamdami, E. Xanthakis, A. Le-Bail, Review on the control of ice nucleation by ultrasound waves, electric and magnetic fields, Journal of Food Engineering, Vol. 195, pp. 222-234, 2017/02/01/, 2017.
[4] A. Hosseinian, A. H. Meghdadi Isfahani, E. Shirani, Experimental investigation of surface vibration effects on increasing the stability and heat transfer coeffcient of MWCNTs-water nanofluid in a flexible double pipe heat exchanger, Experimental Thermal and Fluid Science, Vol. 90, No.
Supplement C, pp. 275-285, 2018/01/01/, 2018.
[5] A. Ciocănea, D. L. Burețea, The Influence of flow tube vibrations over the efficiency of solar water heating collectors, Energy Procedia, Vol. 112, No.
Supplement C, pp. 330-335, 2017/03/01/, 2017.
[6] W. Liu, Z. Yang, B. Zhang, P. Lv, Experimental study on the effects of mechanical vibration on the heat transfer characteristics of tubular laminar flow, International Journal of Heat and Mass Transfer, Vol. 115, No. Part A, pp. 169-179, 2017/12/01/, 2017.
[7] L. Zhang, J. Lv, M. Bai, D. Guo, Effect of Vibration on Forced Convection Heat Transfer for SiO2–Water Nanofluids, Heat Transfer Engineering, Vol.
36, No. 5, pp. 452-461, 2015/03/24, 2015.
[8] S. N. Ayrapetyan, A. M. Amyan, G. S. Ayrapetyan, The Effects of Static Magnetic Fields, Low Frequency Electromagnetic Fields and Mechanical Vibration on some Physicochemical Properties of Water, in: G. H. Pollack, I. L. Cameron, D. N. Wheatley, Water and the Cell, Eds., pp. 151-164, Dordrecht: Springer Netherlands, 2006.
[9] D. D. Ganji, A. Malvandi, 1 - Introduction to Heat Transfer Enhancement, in: Heat Transfer Enhancement Using Nanofluid Flow in Microchannels, Eds., pp. 1-12: William Andrew Publishing, 2016.
[10] A. Okuda, T. Nagasawa, S. Okawa, A. Saito, Research on Solidification of Water on Surface, Proceedings of 14th International Conference on the Properties of Water and Steam, Kyoto, Japan, August 29 - September 3, 2004.
[11] M. Akyurt, G. Zaki, B. Habeebullah, Freezing phenomena in ice–water systems, Energy Conversion and Management, Vol. 43, No. 14, pp. 1773- 1789, 2002/09/01/, 2002.
[12] C. A. Knight, N. Fletcher, The freezing of supercooled liquids, American Journal of Physics, Vol. 36, No. 5, pp. 466-467, 1968.
[13] R. R. Gilpin, The effect of cooling rate on the formation of dendritic ice in a pipe with no main flow, Journal of Heat Transfer, Vol. 99, No. 3, pp. 419- 424, 1977.
[14] T. H. Neighbors Iii, Chapter 4 - Absorption of Sound in Seawater, Applied Underwater Acoustics, Eds., pp. 273-295: Elsevier, 2017.
