Simulación numérica del proceso de fusión/solidificación de materiales de cambio de fase (PCM) embebidos en estructuras tipo honeycomb perforado

Abstract

El objetivo principal de este Trabajo de Fin de Grado (TFG) radica en el estudio comparativo de la eficiencia del proceso de fusión/solidificación de materiales de cambio de fase utilizados en intercambiadores de calor latente tipo compacto para el almacenamiento de energía térmica. De este modo se compararán parámetros como el tiempo de fusión/solidificación, la evolución temporal de la fracción líquida y de la temperatura del PCM, la intensidad de las recirculaciones debidas a la convección natural, entre otros. Para ello se modelarán diferentes geometrías tipo honeycomb con y sin perforaciones en las paredes de las celdas que estén en contacto a ambos lados con el PCM. La matriz honeycomb actúa como superficie extendida para mejorar la conductividad térmica del PCM, mientras que las perforaciones sirven para mejorar los flujos convectivos de las partículas del PCM, todo ello mejorando la eficiencia total del proceso de transferencia de calor. Aunque hasta la fecha se han realizado varias simulaciones con diferentes geometrías de celdas de la matriz honeycomb, de las que se hablará en el capítulo siguiente, no se ha encontrado ningún estudio en el que se realice la simulación de geometrías con distintos tamaños de perforaciones, pudiendo también comparar cómo afecta al proceso de intercambio de calor las perforaciones a cada tipo de geometría.