组合式高温相变蓄热器蓄热过程的数值模拟

通过对相同管径蓄热管组成的高温相变蓄热器蓄热过程进行模拟,得到了蓄热过程中相变材料(PCM)温度和液相率随时间的变化曲线以及不同时刻液相率的分布云图。针对温度曲线和云图所显示的问题,在保证蓄热量的前提下,提出了蓄热管组合式排布的设计方案,并对其蓄热性能进行了模拟。研究结果表明,采用所提出的组合式方案有效地减少了蓄热时间,降低了"死区"对蓄热器蓄热性能的影响,使PCM的液相率分布更加均匀,可为用于太阳能热发电的高温相变蓄热器的优化设计提供理论依据。     

高温相变蓄热器数值模拟与实验研究

高温相变蓄热器是空间太阳能热动力发电系统的关键部件之一,相变材料(PCM)蓄热是其中的关键技术。对以LiF-CaF2为PCM和以干空气为工质的蓄热系统进行了地面实验,并分别建立了相应条件下填充纯PCM和泡沫复合相变材料(FCPCM)的蓄热单元管数学模型。经过数值计算得到结果表明,纯PCM蓄热单元管计算值与实验数据吻合得很好,表明了计算模型的有效性;此外,对填充纯PCM和FCPCM的蓄热单元管的计算结果进行了比较,结果表明,泡沫的填充强化了PCM的导热性能,提高了蓄热系统的热性能。     

圆柱形相变蓄热器蓄/放热性能实验研究

设计并搭建了以太阳能为热源的圆柱形蓄热器实验台,将封装了相变材料(PCM)的蓄热球体放置在蓄热器中,测量蓄热器进出口和蓄热器内第一～七层的热媒(HTF)温度,对所测温度和流最进行数据采集.分析HTF的进口温度和流量变化对蓄热器热性能的影响.结果表明,随着HTF的进口温度的提高,完成蓄热所需的时间不断减少,蓄热效率得到提高,流速的增加对蓄热的影响不大.初步掌握热媒的流动特性对相变蓄热装置蓄放热过程的影响,为蓄热器的工程应用设计、评价提供参考依据.     

移动式相变蓄热系统数值模拟与优化

以移动式相变蓄热系统为研究对象,通过Fluent软件对其蓄热器进行仿真模拟,分析相变材料蓄热和放热过程中蓄热器内部温度场、固液界面和液相体积比例随时间的变化过程,并对其进行优化。结果表明:相变材料熔化蓄热过程中系统上部分速度快,呈"梨形"结构,但系统内两侧以及底部蓄热过程中存在"死区";通过改变管径大小及数量和添加翅片的方法可提高蓄热系统的换热效率,破除蓄热瓶颈,为移动式蓄热技术和余热利用的研究提供理论依据。     

管壳式相变蓄热器热性能分析及结构优化

针对管壳式相变蓄热器换热速率较慢的问题,建立多管束大空间相变蓄热器模型数值模拟的研究换热管排列方式及翅片参数对换热效果的影响。通过观察温度和速度场、固液相界面、Nu及液相分数与时间的关系,分析蓄/放热传热过程。研究结果表明：采用正三角排列可增强换热管间热扰的影响,提高相变材料(phase change material, PCM)熔化速率;蓄热过程中传热以自然对流为主,放热过程中传热以导热为主;合理调整不同位置换热管节距,可改善蓄热器温度分布均匀性;适当增加翅片数量及高度有利于提高PCM换热速率,蓄热器最佳翅片数量为8组,高度为25 mm。     

相变蓄热技术的研究现状及发展趋势

蓄热技术可对热量进行调节和管理,实现热量的"移峰填谷",为实现"碳中和"目标奠定基础,对可再生能源和工业废热的利用具有特别重要的作用。文中针对相变蓄热技术,从蓄热技术分类、相变材料的研究和相变蓄热器的研究三方面综述了该技术的研究现状,总结了增强相变材料导热系数和稳定性的方法,归纳了相变蓄热单元的传热特性和优化方法,并对相变蓄热技术未来的研究进行了展望。     

潜热蓄热技术概况研究与应用

一、前言潜热蓄热器最早出现在十九世纪末期,在1880年左右西欧就有了以NaOH为蓄热介质的渡船与火车机车。但在以后的近百年中潜热蓄热技术的发展一直相当缓慢。只是从本世纪70年代初期起,由于世界性的能源短缺,才引起了科技界、工业界广泛的兴趣重视,并相应投入了大量的科研力量进行研究与技术开发。目前在一些工业发达国家中,潜热蓄热器已向商品化方向发展,国内在这方面所做的工作不多,且大部分是实验室的基础研究。二、潜热蓄热技术的研究潜热蓄热器,以某种相变材料——PCM作为蓄热介质,利用其在固-液相变过程中     

带相变蓄热小型热泵冷凝热回收性能实验研究

通过实验初步研究了采用光管螺旋相变蓄热器替代传统水蓄热器的小型家用热泵冷凝热回收系统的性能,对相变蓄热和水蓄热的冷凝热回收过程进行了对比实验,分析并得到了两类冷凝热回收系统的性能参数及综合能效系数。实验数据表明:与水蓄热系统相比,光管螺旋相变蓄热器体积减小,并且系统运行较传统水蓄热工况下更加平稳,但存在传热效果较差、热回收率低的缺点,回收率仅为15%,系统综合能效系数2.9。可知,相变蓄热器的内部结构对系统综合能效系数影响很大。     

适用于废热回收的相变蓄热装置数值模拟与实验研究

固-液相变潜热蓄热技术是一种极具前景的工业废热回收方式,通过管壳式换热器可利用相变材料(PCM)吸收工业废热加以储存再用于加热水,从而实现了工业废热的回收利用.对填充高导热多孔筛网的管壳式潜热蓄热单元(LHSU)建立了二维数学模型,并对填充与未填充筛网的蓄热容器一同进行了相变蓄热实验.实验结果表明,填充筛网能够有效改善PCM的传热性能;实验数据和计算值吻合的较好,证明了计算模型的有效性.利用计算模型,对3种PCM(石蜡P116、硬脂酸和软脂酸)蓄热系统进行了数值计算.结果表明,采用软脂酸的蓄热系统热性能最佳,能很好地满足供应生活热水的设计要求.研究结论对蓄热系统的设计和性能优化有一定的指导作用.     

相变蓄热供热装置热性能试验研究与系统经济性分析

为分析相变蓄热装置在充热和放热过程中的热性能,设计并搭建一套相变蓄热供热装置中试实验系统,研究主要运行参数对相变蓄热装置热性能的影响;在此基础上,结合项目案例,对相变蓄热供热系统经济性进行分析。结果表明：相变材料(Phase Change Material, PCM)凝固过程中的传热主要受相变介质内部导热控制;而在其熔化过程中自然对流对传热起重要控制作用;蓄热装置充热速率快于放热速率。提高传热流体流量有助于增强PCM中的热传递,缩短充/放热时间,但蓄热装置内PCM温度分布均匀性有所降低;为降低系统能耗,提高储放热效率,优先选用小流量进行充/放热。该相变蓄热供热项目的动态投资回收期为3.55年,具有良好的经济性。研究结果可对相变蓄热供热系统的设计及应用推广提供参考依据。