帶內翅片蓄熱裝置固-液相變過程的數值模擬

袁培, 郝亞萍, 王建軍, 呂彥力

(鄭州輕工業學院 能源與動力工程學院，河南 鄭州 450002)

?t(ρ)+?i(ρui)=0，

?t(ρui)+?j(ρuiuj)=μ?jjui-?ip+ρgi+Si，

?t(ρh)+?t(ρΔH)+?i(ρuih)=?i(k?iT)。

。

H=h+ΔH。

ΔH=βL。

。

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帶內翅片蓄熱裝置固-液相變過程的數值模擬

袁培, 郝亞萍, 王建軍, 呂彥力

(鄭州輕工業學院 能源與動力工程學院，河南 鄭州 450002)

以帶有內翅片的圓柱形相變蓄熱單元為研究對象，將石蠟RT82作為相變材料，通過均勻設計方法對翅片個數2～7、翅片厚度0.8～1.3 mm、翅片寬度26～36 mm、圓柱蓄熱管半徑38～48 mm的蓄熱單元建立6個模型，模擬研究了其蓄熱性能，根據模擬結果優化了蓄熱單元結構。模擬結果表明：翅片個數為7、翅片厚度為0.8 mm、翅片寬度為32 mm、圓柱蓄熱管半徑為46 mm的模型f結構最優，石蠟RT82完全融化所用時間最短，為23 min。

翅片；相變蓄熱；均勻設計；石蠟

相變蓄能是利用相變材料在相變過程中吸收或放出熱量來進行蓄能。相變蓄能裝置具有體積小、儲熱密度大和恒溫放熱等優點，被廣泛應用于能源、化工等領域[1-3]。目前關于相變蓄能的研究主要集中在蓄能器結構、蓄能材料及蓄能裝置的優化等方面。在蓄能材料方面，石蠟以相變潛熱高、幾乎沒有過冷現象、融化時蒸汽壓力低、性能穩定、價格便宜等優點已應用在電廠調峰和太陽能蓄熱等方面。石蠟的導熱系數小、密度低，在凝固過程中，隨著熱流沿壁面向內部傳遞，經過石蠟的液態層越來越厚，其熱阻也越來越大，總傳熱速率減小，故必須采用強化傳熱技術提高傳熱率。目前在儲熱器中使用擴展表面的強化傳熱技術來提高傳熱率的效果顯著，且其結構簡單，受到國內外的關注。……