KCI등재
SCOPUS
Twisted-fin parametric study to enhance the solidification performance of phase-change material in a shell-and-tube latent heat thermal energy storage system
저자
Bo Liu (College of Safety Science and Engineering, Xi’an University of Science and Technology, Xi’an 710054, China) ; Mahdi Jasim M (Department of Energy Engineering, University of Baghdad, Baghdad 10071, Iraq) ; Rahbari Alireza (School of Engineering, the Australian National University, Canberra ACT 2601, Australia) ; Majdi Hasan Sh (Department of Chemical Engineering and Petroleum Industries, Al-Mustaqbal University College, Babylon 51001, Iraq) ; Xin Yi (College of Safety Science and Engineering, Xi’an University of Science and Technology, Xi’an 710054, China) ; Yaïci Wahiba (CanmetENERGY Research Centre, Natural Resources Canada, 1 Haanel Drive, Ottawa (Ontario), Canada) ; Talebizadehsardari Pouyan (Centre for Sustainable Energy Use in Food Chains, Institute of Energy Futures, Brunel University London, Kingston Lane, Uxbridge, Middlesex UB8 3PH, UK)
발행기관
학술지명
Journal of computational design and engineering(Journal of Computational Design and Engineering)
권호사항
발행연도
2022
작성언어
English
주제어
등재정보
KCI등재,SCOPUS
자료형태
학술저널
수록면
2297-2313(17쪽)
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제공처
Phase change material (PCM) is considered as one of the most effective thermal energy storage (TES) systems to balance energy supply and demand. A key challenge in designing efficient PCM-based TES systems lies in the enhancement of heat transmission during phase transition. This study numerically examines the privilege of employing twisted-fin arrays inside a shell-and-tube latent heat storage unit to improve the solidification performance. The presence of twisted fins contributes to the dominating role of heat conduction by their curved shapes, which restricts the role of natural convection but largely aids the overall heat-transfer process during solidification. The heat-discharge rate of twisted-fin configuration is increased by ∼14 and ∼55% compared to straight fin and no fin configurations—leading to a reduction in the solidification duration by ∼13 and ∼35%, respectively. The solidification front at various times has also been assessed through a detailed parametric study over the fin height, fin pitch number, and fin thickness. Over the range of values assumed, the fin height is the most dominant parameter – increasing the heat-retrieval rate from 10.0 to 11.4 W and decreasing the discharge time from above 3600 to 2880 s by varying the fin height from 2.5 to 7.5 mm.
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