圆柱形相变单元的蓄热装置蓄热特性分析

设计了基于圆柱形相变蓄热单元的相变蓄热装置，通过循环实验对蓄热装置的运行特性进行分析，研究了装置的蓄热影响因素。研究结果表明；在等质量相变材料（Phase Change Material,PCM）时，相变单元数量对装置蓄热速率的影响较大；蓄热单元布置间距对装置蓄热速率的影响较小；当增大换热流体（Heat Transfer Fluid,HTF）的流量时，装置总蓄热时间分别缩短了14.5%和29%；提高换热流体入口温度时，不仅增加了蓄热装置的总蓄热量，并且总体蓄热时间分别缩短了10.6%和16.5%。     

螺旋凹槽相变球蓄热效率仿真与研究

为了提高蓄热装置内蓄热球的蓄热效率,该文设计了一种表面有螺旋凹槽的蓄热球,用ICEM CFD建立了三维模型并进行网格划分,在fluent中分别仿真了一种基于凹槽蓄热球和光滑蓄热球的相变储热水箱在初始温度308 K、入口流速0.1 m/s、入口温度363K和初始温度308 K、入口流速0.15 m/s、入口温度363 K两种工况下的蓄热过程,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液相率的分布云图,截取了蓄热过程中某一时刻的水流速度矢量图.研究结果得出:与光滑蓄热球相比,螺旋凹槽蓄热球的凹槽结构既增加了PCM与热媒体的热交换面积,又增强了蓄热箱内的对流传热,提高了换热效率,避免了热量的流失.对整个蓄热箱而言,大大减少了蓄热时间,提高了蓄热箱的蓄热效率.     

单元组装式太阳能储热器的Fluent蓄热性能研究

研制一种单元组装式太阳能储热器,采用熔盐作为蓄热材料,利用Fluent中的凝固/融化模型对相变材料在储热器的蓄热、相变过程进行数值模拟研究,得到了相变材料固-液相变过程不同时刻的温度场分布,通过与实验数据对比验证了模拟方法的可行性;分析了传热介质入口温度以及流速对储热器储能过程的影响,计算了一定工况下,储能过程温度随时间的变化情况,得到之间的关系表达式以及对流传热系数与Re的关系,对太阳能储热器的设计、模块化生产及应用具有重要现实意义。     

肋板式相变蓄热器蓄热性能的试验研究

采用萘作为蓄热材料,对其在新型铝制肋板式相变蓄热器中的储、放热过程即内部萘的熔化和凝固过程进行了试验研究,改变了供、取热流体参数,测定了储、放热过程的时间,分析了热流体的入口温度与流量对蓄热器储、放热过程的影响.结果表明,新型肋板式相变蓄热器极好地发挥了换热元件的作用,热流体的入口温度与流量对储、放热速率有重要的影响.     

同心套管双程流相变蓄热单元蓄放热特性研究

采用JDJN-60型相变材料,设计并制作了同心套管双程流相变蓄热单元,利用试验手段对蓄热单元在不同工况下的蓄放热性能进行了研究,分析了传热流体进口温度和流量变化对蓄放热过程的影响。研究结果表明:随着传热流体进口温度的提高,蓄热时间不断减少,但流量增加对蓄热过程影响不大。初步掌握了蓄热单元的蓄放热特性,为其工程应用提供参考依据。     

填充泡沫铜对石蜡相变蓄热性能的试验研究

以石蜡作为相变蓄热材料,泡沫铜作为填充材料加工制作了相变蓄热装置,并搭建了蓄热器热性能实验台,对填充泡沫铜和未填充泡沫铜的蓄热容器分别进行了相变蓄热试验,测量相变材料的温度并通过数据采集仪进行采集,整理绘制了在不同条件下的温度时间曲线并进行了分析讨论。结果表明泡沫铜的添加不仅使蓄热器内温度分布均匀,而且大大缩短了蓄热所需时间。     

泡沫金属基相变蓄热单元管蓄热性能研究

用LB方法研究了相变蓄热单元管内融化过程,以蓄热量及融化速率为评价标准分析了不同操作参数及泡沫金属结构对相变蓄热单元管的强化蓄热作用。填充泡沫金属有利于提高管内的融化速率,是一种可行、高效的方法。泡沫金属的结构对融化速率影响较大,孔隙率越小融化速率越高,但孔隙率的减小使得单管内相变材料装载量急剧下降;泡沫金属体积热容越大,温度变化越慢,不利于融化速度的提升;导热系数对融化速率的影响较大,导热系数越高相变材料融化越快,同一时间段内,管内整体温度相对较高,蓄热量大。     

套管型相变蓄热装置蓄热过程动态模拟

对一种用于热泵热水器的套管型相变蓄热装置建立了数学模型,用Fluent软件对其蓄热过程进行了动态模拟,得出以月桂酸为蓄热介质的套管型蓄热装置在蓄热过程中,PCM管内不同半径处温度、液体比、热流密度随时间的变化情况,以及制冷剂与蓄能材料之间的热流密度随时间的变化规律.     

热泵空调系统中相变蓄热特性及系统性能试验研究

将相变蓄热装置与空气源热泵空调系统进行结合,主要研究在部分冷凝热回收模式下,相变蓄热箱中分别采用单一相变材料(纯石蜡)和复合相变材料(纯石蜡/泡沫铜)进行冷凝热回收的试验。通过试验数据比较加入促进导热材料前后蓄热材料在进行部分冷凝热回收时的蓄热温变速率,以及系统的吸排气压力、制冷能效比、综合能效系数等系统参数的改善情况。结果表明:空气源热泵空调系统在部分冷凝热回收模式下,复合相变材料与单一相变材料相比,蓄热速率提升了6.5%,温差减少了44.1%,温度分布更为均匀;系统性能中,制冷性能系数(EER)提升4.1%,综合能效系数(COPt)提升30.5%,各项指数在复合相变材料蓄热系统中均有提升。试验数据和结论为复合相变材料蓄热的推广及进一步研究提供参考。     

螺旋凹槽蓄热球凝固传热过程数值模拟研究

为了提高蓄热装置内相变球的放热效率,该文设计了一种表面有螺旋凹槽的相变球并建立了三维模型,用ICEM CFD进行网格划分,完成网格无关性验证后,在fluent中分别数值模拟了一种基于螺旋凹槽相变球和光滑相变球的相变储热装置在进口温度Tin=313 K,进口流速u=0.15 m/s,初始温度T0=353 K工况下的放热过...     

水-相变材料复合蓄热装置的充放热特性研究

研究了一种新型的水-相变材料复合蓄热装置,在水箱的上部添加少量相变材料,设置2个均流孔板将水箱分为高温段、低温段和过渡段,并对其蓄热特性进行了试验研究,分析了充热、放热过程中水箱内的温度分布,以及相关因素的影响.试验测试表明:(1) 水-相变材料复合水箱在充热和放热过程中,均存在着明显的温度分层;(2) 对于充热过程,流量越小,充热温度越稿,分层效果越明显;(3) 对于取热过程,相变材料能有效提高较高温度热水的供应量.     

相变蓄热材料对蓄热水箱分层特性的影响

为了研究相变蓄热材料对水箱热力学特性的影响,提出采用中低温相变材料三水合醋酸钠作为蓄热材料的立式太阳能相变蓄热水箱,研究在初始水温80℃、进水温度5℃的工况下的相变蓄热水箱的热力学特性,并基于ANSYS软件,建立了该水箱的数学模型,得到了释热过程中蓄热水箱的温度分布图.采用理查德森数分析法、混合数分析法以及填充效率分析...     

高导热能力的蓄热装置传热性能研究

固液相变材料的导热系数极低,往往不能在规定时间内完全相变融化以吸收电子设备工作的热负荷,导致电子设备出现局部超温现象。文中采用数值仿真和试验测试的方法对高导热能力蓄热装置进行研究。采用均温板与蓄热装置一体化设计,均温板将点热源转换为面热源消除了电子产品温度峰值导致局部超温的问题,也增加了相变材料的吸热面积。同时在相变材料中设置铝合金板以及铝合金波纹板。通过上述设计,增大了石蜡的当量导热系数,增加了短时间内石蜡的融化量进而提高了蓄热能力。     

一种环保型可蓄热太阳能烘干设备

为了改善农作物烘干产业中能耗大、污染排放严重的现状,构建了一种由空气集热器、载有相变蓄热材料的蓄热装置、绝热干燥箱、通风装置、排湿装置等组成的可蓄热式太阳能干燥设备,研究了该太阳能干燥系统在满足烘干功能前提下的集热性能、蓄热性能,对红薯进行烘干试验,与自然晾晒的干燥实验做对比,以验证其干燥性能.试验证明,太阳能干燥设备干燥周期(14h)较自然晾晒干燥周期(23h)有明显缩短,另外装载有石蜡相变材质的蓄热箱延长了烘干有效时间,特别是在外界太阳能辐射不稳定的状况下,保证了太阳能干燥作业的稳定进行.     

同心管束式空气型相变蓄热器换热影响因素分析

研究了多种影响因素下的同心管束式空气型相变蓄热器蓄热性能,优化同心管束式空气型相变蓄热器的设计参数。以CFD软件为平台,从4个方面模拟了12组同心管束式空气型相变蓄热器的蓄热情况。结果表明:换热管管径为70 mm的蓄热器蓄热时间比65 mm的减少了3.2%,比60 mm的减少了31.8%;增大蓄热器入口空气流速会提高蓄热速率,但同时蓄热器的效率也会受到影响;换热管的间距和布置方式对蓄热器换热速率影响较大;相变材料的导热系数提高0.1 W/(m·K),蓄热器节省约15%的蓄热时间。     

高温相变式固态储热装置控制系统研究

高温相变式固态储热装置的应用既解决了清洁能源消纳的问题,又对电网调峰有很大帮助。鉴于此,设计了一款高温相变式固态储热装置,明确了加热阶段、蓄热阶段、放热阶段的工作过程,阐述了蓄热原理,设计了模糊自适应PID温度控制器,通过模糊控制对PID调节器的kp、ki、kd参数进行整定,不断修正调节过程,增强系统鲁棒性,使温度控制系统更加智能化。     

相变蓄热水箱温度特性的试验研究

相变蓄热技术是提高太阳能系统利用效率的重要途径之一。本文搭建了一套相变蓄热水箱试验系统,在初始水温80 ℃、进水温度5℃的工况下,测试得到了水箱内各温度点随无量纲时间的变化,在进水流量分别为1,3,5,7,9 L/min时,基于MIX number和填充效率分析法,深入分析了相变蓄热水箱的热特性。基于三水合醋酸钠研究的试验结果表明,当水箱温度为80 ℃时,普通水箱、PCM48和PCM58的能量分别为18.81,19.34,19.07 MJ。进口流量相同时,相变蓄热球越靠近水箱进口,水箱的热分层效果越好。     

一种脉动热管相变蓄放热试验装置的设计

介绍了脉动热管相变蓄放热装置的设计过程,确定了其具体形式、脉动热管走势、管径、壁厚、弯头数、工作介质等。通过遴选确定Ba(OH)_2·8H_2O作为相变蓄热材料。对比常规热管进行蓄放热试验,验证在蓄热过程中脉动热管节省了蓄热时间,优化了传热均匀性,但在放热过程中没有优势。     

板式脉动热管强化传热方法研究

为了研究板式脉动热管的传热性能强化的方法,对原型和改进型两种不同板式脉动热管传热特性进行数值分析比较。基于VOF方法建立板式脉动热管汽液两相流动及相变传热三维非稳态数学模型,仿真得到不同加热功率条件下热管内流型演化和温度分布。仿真结果表明,改进型脉动热管在高功率阶段,整体等效热阻小于原型。     

小型热泵型蓄能空调水蓄热特性的试验研究

结合蓄能空调系统自身的特点,设计了小型热泵型水蓄能空调装置并进行试验研究。试验结果表明,采用蓄能桶蓄热装置,在热泵机组进行制热性能运行时能有效提高压缩机吸气温度,排气温度也相对较高;在低温制热工况下,系统的最大制热量可以达到额定制热量以上,除霜性能也较优;水蓄热时不同工况下的压缩机吸排气温度以及压缩机功率会有变化,并且在释热状态下运行时,机组的COP有显著提高。由于该系统使用水作为蓄热材料,蓄热量有限。