微重力下高温固液相变蓄热容器内空穴分布

高温固液相变蓄热容器是空间太阳能动力装置吸热—储热器的关键部件。作为相变材料(PCM)的氟盐在凝固时体积收缩很大，从而在PCM容器内形成空穴。空穴的存在增大了传热热阻，还可能使PCM容器产生“热斑”和“热松脱”现象。该文建立了微重力下基于焓法形式的二维数学模型和一个改进的空穴模型，提出了计算相变过程中空穴体积变化及空穴调整的算法。预测了PCM容器在一个轨道周期内的空穴分布。计算结果有助于解决PCM容器的“热斑”和“热松脱”问题。     

固液相变蓄热技术的研究进展

综述了相变蓄热材料、相变传热问题求解方法、典型相变传热过程以及相变潜热蓄热系统(LHTES)优化设计及强化传热等诸多固液相变蓄热技术相关问题的研究进展情况     

组合式相变材料蓄热系统中相变温度分布研究

建立了组合式相变材料蓄热系统物理模型，在忽略显热的假设条件下研究了相变温度呈线性分布的组合式相变材料蓄热系统传热特性，得出了最优线性相变温度分布，并采用考虑显热的数值计算（有限差分法）证实了理论分析得出的最优相变温度与实际相变温度分布几乎相同。     

纳米复合相变材料固液相变储能过程研究进展

对纳米复合相变材料固液相变储能过程的若干最新研究进行了回顾,从相变储能系统的动态性能和典型的凝固、熔化传热过程两方面总结了相关研究的进展,并重点评述了数值模拟研究中纳米复合相变材料有效热物性预测方法的适用性及其与实验结果之间的偏差,最后对纳米复合相变材料固液相变储能过程的未来发展和重点研究方向进行了展望。     

高温固液相变蓄热容器的研究与发展

介绍了近年来国内外空间太阳能动力装置PCM蓄热容器的研制情况，分析了PCM蓄热容器的传热过程及热分析方法，概括了研究中存的主要问题，认为进一步完善传热模型，寻求强化传热新途径，提高效率和可靠性及进一步的试验研究是今后发展及研究的主要方向。     

固-液相变贮能材料的研究进展

固-液相变贮能材料具有贮能密度大、相变温度恒定、体积变化小等优点，已成为能源开发利用和材料科学研究的新热点。综述了固-液相变贮能材料的研究现状，介绍了其分类及各类材料贮能性能，并总结了其应用上的缺陷及解决方法。     

二元固液相变过程的三维非稳态数值研究

对二元固液相变进行了传统热理论分析。建立了相变换热及两相流动过程的物理模型和数学模型,并进行了相应的数值求解。由模拟结果可见不同组分在固相和液相中的百分含量以及整场的温度、速度和压力分布等。     

梯形蓄热罐形状对蓄热性能影响的数值研究北大核心CSCD

蓄热可应对太阳能光热利用中的间歇性问题,可提供平稳的热能输出,提高能源品质。固液相变蓄热因其蓄热密度大、蓄/放热过程温度恒定等优点备受关注。固液相变蓄热过程中存在相变材料熔化与温度不均匀的现象,难熔区域极大地延长了整体相变蓄热时间。本工作提出了一种通过改变蓄热罐形状来改善熔化不均匀现象的设计方法,设计了5种具有不同梯度比的梯形相变蓄热罐;通过数值模拟方法研究了5种梯形蓄热罐的蓄热性能,得出以下结论:增加上部区域相变材料的比例有利于将热量及时传递到固态区域,减小了热量传递的阻力,加快了整体传热速率。增加上部区域相变材料比例(即模型1和模型2)的完全熔化时间较基准模型3的完全熔化时间都有缩短,分别减少了39.06%和29.37%。研究结果为相变蓄热罐结构设计和工程应用提供一定参考。     

热管式吸热器单元热管传热的数值模拟分析

热管式吸热器的热性能分析对吸热器设计有着重要意义，但由于其相变过程与热管传热的耦合作用十分复杂，至今仍是很少有人深入研究的领域。本文基于焓法建立单元热管耦合传热的物理和数学模型，模拟计算了热管壁温、蓄热容器壁温、循环工质出口温度及相变材料熔化率等参数，并与基本型吸热器进行比较，验证了热管吸热器明显改善了温度分布的均匀性和相变材料的熔化率。     

高温相变蓄热容器传热的隐式求解

空间太阳能热动力发电系统是非常有前景的未来空间能源供应系统,关键部件之一是吸热/蓄热器,高温蓄热容器是其中的基本部位,它的传热性能直接影响玻整个热动力系统的性能。采用一种预测-修正的隐式迭代法对相变蓄热容器进行了三维热分析。并且与显式求解方法在计算时间和计算结果上进行了比较分析。证明这种方法可以明显提高计算速度,并可以获得较好的结果。     

固液相变蓄能中有效导热系数的数值分析与实验研究

引入有效导热系数经验公式[3],使固液蓄能数学模型得以简化为仅用能量方程加以描述。运用热焓法求解能量方程,得到计算相变位置随时间变化曲线。并通过实验测得相变过程的实际温度场,得到实验相变位置随时间变化曲线。二者比较,证明了自然对流对固液相变换热的影响不可忽略,验证了该公式在Ra<1010,Pr<105下的正确性。     

螺旋盘管式相变储热单元储热性能

以石蜡作为相变材料,制作了内通流体螺旋盘管结构的相变储热单元。在对储热单元储热过程进行传热分析的基础上,利用实验手段对储热单元在不同工况下的储热性能进行了研究。通过对其储热过程中相变材料相变过程的分析,提出储热器设计的优化方案。利用实验数据得到其准则关联式,为其在工程中的应用提供了依据。     

组合式相变材料组分配比与储热性能研究

采用焓法对组合式相变材料(PCM)储热系统的相变过程进行了数值计算,分析了组合式相变材料中各个PCM组分质量分数的变化对系统储热性能的影响。结果表明,对于组合式相变材料储热系统,存在着最优组分配比,使得系统的储热性能达到最佳。     

加肋旋转对相变蓄热器蓄热性能的影响及场协同分析

建立加肋旋转的相变蓄热器模型,通过数值模拟研究不同转速下蓄热器的蓄热特性,并利用场协同理论进行相应的热分析.结果表明:加肋并旋转可显著提升相变蓄热器蓄热效果,缩短蓄热时间;通过提升转速可降低蓄热过程的场协同角,但过高的提升转速反而会使协同角增大,降低流动与换热协同性.从节能和场协同性角度综合考虑,不宜过高提升转速,转速...     

石蜡/膨胀石墨复合相变储热材料的研究

以膨胀石墨为基体,石蜡为相变储热介质,利用膨胀石墨对石蜡良好的吸附性能,制备出了石蜡／膨胀 石墨复合相变储热材料。由于毛细作用力和表面张力的作用,石蜡在固-液相变时,很难从膨胀石墨的微孔中渗 透出来。实验结果表明,石蜡/膨胀石墨复合相变储热材料没有改变膨胀石墨的结构和石蜡的固-液相变温度, 且其结合了石墨高的导热系数和石蜡大的相变潜热,因而储热密度较高,导热性能好。其相变潜热与对应质量 分率下的石蜡相当,储/放热时间比石蜡明显减少。     

空气源热泵相变蓄能除霜系统实验研究

以带有自主设计的相变蓄热器的空气源热泵系统作为研究对象,通过实验研究的方法,对该系统运行模式、控制策略以及与常规逆循环除霜性能的差异进行了验证。研究结果表明:空气源热泵相变蓄能除霜系统具有良好的运行模式和控制策略,能够很好的解决逆循环除霜时无低位热源和系统可靠性差的问题,缩短除霜时间约1/3,提高了室内送风温度,改善了室内舒适度。     

基于太阳能利用的相变蓄热水箱结构优化

为解决因太阳能的不稳定性等因素导致的太阳能蓄热水箱储热/放热能力的不保证性问题,提出采用中低温有机相变材料58号石蜡作为相变蓄热材料的圆台式太阳能相变蓄热水箱。采用计算流体力学(computational fluid dynamics,CFD)数值模拟的计算方法,在保证总蓄水体积(以100 L为例)不变的情况下,对水箱中不同内胆倾斜角度分别为75°、80°、85°、90°、95°、100°、105°的放热过程进行数值模拟,综合对比和分析水箱放热性能模拟结果,得到当倾斜角度为105°时的相变蓄热构件放热性能最佳,可为太阳能相变蓄热水箱的结构优化设计提供理论依据。