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Conjugate heat transfer analysis of the transient thermal discharge of a metallic latent heat storage system

Nees, Frank und Sajikumar Pai, Yogesh (2024) Conjugate heat transfer analysis of the transient thermal discharge of a metallic latent heat storage system. Journal of Physics: Conference Series, 2766, 012212. Institute of Physics (IOP) Publishing. doi: 10.1088/1742-6596/2766/1/012212. ISSN 1742-6588.

[img] PDF - Verlagsversion (veröffentlichte Fassung)
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Offizielle URL: https://iopscience.iop.org/article/10.1088/1742-6596/2766/1/012212

Kurzfassung

Thermal energy storage systems utilizing metallic phase change materials exhibit great potential as a technology for mobile applications, offering high storage densities and high thermal discharge rates. First experimental investigations show the functionality and performance characteristics of this system. For a deeper understanding of the thermal discharge, this paper presents a numerical model and analysis of the transient conjugate heat transfer. For validation of the numerical model, the results of the simulations are compared to the available experimental data. The investigated storage is based on an aluminum silicon alloy and a box-shaped graphite container design. In this system, heat extraction is achieved by forced convection of ambient air. The transient thermal discharge was simulated from 650 °C to 100 °C, and the solidification of the storage material at around 577 °C was simulated using an enthalpy-porosity approach. The discharge time and total heat flow show good agreement with the experimental data, indicating the model's successful validation. An empirical study was carried out to determine the thermal contact resistance at the interface between the storage material and the graphite container. The present study contributes new physical insights regarding the thermal discharge of a novel metallic latent heat thermal energy storage system.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/204845/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Conjugate heat transfer analysis of the transient thermal discharge of a metallic latent heat storage system
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Nees, FrankFrank.Nees (at) dlr.dehttps://orcid.org/0009-0002-4628-3379NICHT SPEZIFIZIERT
Sajikumar Pai, Yogeshyogesh.sajikumarpai (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:Juni 2024
Erschienen in:Journal of Physics: Conference Series
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Nein
Band:2766
DOI:10.1088/1742-6596/2766/1/012212
Seitenbereich:012212
Verlag:Institute of Physics (IOP) Publishing
Name der Reihe:Journal of Physics: Conference Series
ISSN:1742-6588
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Latent heat thermal energy storage, Metallic phase change material, CFD, Thermal contact resistance, Electric vehicles
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Institute & Einrichtungen:Institut für Fahrzeugkonzepte > Alternative Energiewandler
Hinterlegt von: Nees, Frank
Hinterlegt am:21 Jun 2024 08:53
Letzte Änderung:24 Jun 2024 10:44

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