Heat transfer enhancement in shell and tube Latent Heat Thermal Energy Storage units for waste heat recovery applications: A 3D numerical study on melting–solidification kinetics
Notice bibliographique
Résumé
This study presents a novel three-dimensional (3D) numerical investigation of a finned diamond-shaped multi-tube latent heat thermal energy storage (LHTES) unit for low-temperature industrial waste heat recovery applications. Unlike existing studies that rely on simplified two-dimensional (2D) simulations and square shaped tubes geometry, this work introduces an innovative diamond-shaped tube configuration with longitudinal fins, enhancing both melting and solidification dynamics. The proposed heat storage unit is compared at iso-volume of PCM to a finless multi-tube unit, considered a reference case. Using erythritol as phase change material (PCM) and Hytherm 600 as heat transfer fluid (HTF), the study demonstrates that the proposed design achieves reductions of 24.5 % and 45.5 % in the melting and solidification times, respectively, compared to a finless reference case. Additionally, the influence of axial temperature gradients and Reynolds number variations on phase change dynamics is thoroughly examined, revealing non-negligible three-dimensional effects and significant improvements in heat transfer performance. The axial temperature gradient in the tubes and the tridimensionality effect involved influence phase change dynamics with a difference exceeding 17 % and 16.36 % in melting and solidification, respectively. Moreover, the Reynolds number effect is more significant during the melting process and for the enhanced configuration. Up to 14 % and 8 % reductions in melting and solidification times is achieved for the improved configuration, compared with 12.1 % and only 3 % for the reference case when the Reynolds number was increased from 1000 to 2000.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».