Simulación numérica del proceso de fusión/solidificación de materiales de cambio de fase embebidos en una matriz de espuma metálica para acumulación de energía solar térmica

Abstract

El objetivo principal del Trabajo Fin de Grado es definir geométricamente y modelar la espuma metálica en la que se embebe el material de cambio de fase estudiado (Phase Change Material, PCM). El PCM constituye el relleno de la matriz metálica porosa que actúa como superficie extendida de un intercambiador de calor para acumulación de energía solar térmica (Thermal Energy Storage, TES). Una vez definida la geometría, se desarrollará una metodología de simulación numérica, que permita evaluar, y caracterizar, el proceso de fusión/solidificación (cambio de fase) del PCM, así como, la mejora que se produce en dicho proceso de carga y descarga de energía, en forma de calor sensible y latente, al aumentar la superficie de transferencia. El Trabajo Fin de Grado incluye realizar una revisión bibliográfica en relación con las estrategias de modelado de la espuma metálica a nivel macroscópico y/o microscópico, en función de sus características geométricas, así como, de los modelos numéricos utilizados por otros investigadores para simular el proceso de fusión/solidificación, teniendo en cuenta efectos como la convección natural, o el cambio de volumen del PCM durante el proceso de cambio de fase.