Communication Dans Un Congrès Année : 2025

Numerical Study of Heat Transfer Enhancement in Latent Heat Storage Using a Combination of Compressed Expanded Natural Graphite, Fins, and Static Mixer

Étude numérique de l'intensification des échanges thermiques dans un stockage de chaleur latent par l'usage combiné de graphite naturel expansé compressé, ailettes et mélangeurs statiques

Résumé

This numerical study focuses on a thermal storage heat exchanger composed of compressed expanded natural graphite (GNE) plates impregnated with paraffin (RT70HC). To enhance heat transfer, fins on the shell side and a helical insert were added. The results show a 23% reduction in melting time, attributed to the optimized orientation of the plates, which promotes higher thermal conductivity in the radial direction rather than the transverse one. Furthermore, the helical insert contributed to an additional 40% reduction in melting time by improving convective heat transfer.

Cette étude numérique porte sur un échangeur stockeur composé de plaques en graphite naturel expansé compressé (GNEc) caractérisées par une conductivité thermique orthotrope. Ces dernières sont imprégnées de paraffine (RT70HC). Pour améliorer le transfert de chaleur, des ailettes côté MCP-GNEc et un insert hélicoïdal coté fluide caloporteur ont été ajoutés. Les résultats montrent une réduction du temps de fusion de 23 %, lorsque la conductivité thermique supérieure du GNEc est choisie dans le sens radial plutôt qu’axial. De plus, l’ajout d’un insert hélicoïdal contribue à une réduction supplémentaire du temps de fusion de 40 %, en améliorant le transfert de chaleur convectif.

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hal-05126491 , version 1 (23-06-2025)

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Soumaya Ait Moula, Mariam Jadal, Jérôme Soto, Xavier Py, Mohamed Balli. Étude numérique de l'intensification des échanges thermiques dans un stockage de chaleur latent par l'usage combiné de graphite naturel expansé compressé, ailettes et mélangeurs statiques. Congrès Français de Thermique (SFT 2025), Jun 2025, Chambéry, France. ⟨10.25855/SFT2025-118⟩. ⟨hal-05126491⟩
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