Numerical Study on the Effect of the Elliptical Tube Surface Temperature Changes inside a Circular Cylinder on the Melting Performance of Phase Change Material-Based Latent Heat Storage System

본 연구에서는 원형 실린더 내 타원형 튜브 표면의 온도 변화가 상 변화 물질을 이용한 잠열 저장 시스템의 열적 성능에 미치는 영향을 수치적으로 분석하였다. 상 변화 과정을 모사하기 위해 enthalpy-porosity 기법을 적용하였으며, 스테판 수, 푸리에 수, 레일레이 수를 포함한 무차원 분석을 통해 열전달 및 상 변화 과정을 평가하였다. 튜브 표면 온도에 따른 상 변화 물질의 용융 속도와 패턴을 정량적으로 분석하여 새로운 상관식을 개발하였다. 또한, 열전달 효율성을 분석한 결과, 튜브 표면 온도가 낮을수록 효율이 높아지고 튜브 표면 온도가 높을수록 일부 에너지가 액체 PCM의 현열로 전환되면서 전체 효율이 감소함을 확인하였다.