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%。     

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.     

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.     

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。     

翅片缩放管相变蓄热体热工特性数值模拟

蓄热式换热器是高温有机化合物废气氧化器的核心部件之一。提出了一种带有赤藓糖醇相变材料的翅片缩放管式蓄热体,并用数值模拟的方法对蓄热体蓄放热过程的热工特性进行研究,分析了翅片厚度对蓄热体传热性能的影响。模拟结果表明：翅片缩放管（翅片厚2 mm ）在蓄/放热阶段的传热速率分别比光管缩放管高13％和9％,一定条件下适度增加翅片厚度有助于提高蓄热体的蓄放热性能。所得结论为今后翅片缩放管相变蓄热体的优化设计提供了理论依据。     

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。     

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。     

内翅式套管相变蓄热器蓄热特性的模拟研究

翅片的添加可以有效改善相变蓄热速率低的问题,研究翅片结构参数对蓄热器强化蓄热的影响具有重要意义.该文采用FLUENT软件对内翅式套管相变蓄热器蓄热特性进行模拟研究,考虑自然对流作用下,探讨了蓄热器内翅片个数,翅片高度,翅片厚度等因素对石蜡蓄热过程的影响.研究表明:自然对流在内翅式套管相变蓄热器蓄热过程中发挥重要作用;翅...     

多排管式相变蓄热器熔化过程热性能数值模拟研究

建立了多排管相变蓄热器的物理模型和数学模型,利用计算流体力学软件FLUENT对多排管蓄热器内填充石蜡和石蜡/膨胀石墨复合材料时的熔化过程进行了数值模拟,分析了多排管蓄热器内填充两种相变材料时蓄放热过程中温度场的分布情况、相界面移动规律等。模拟结果证明膨胀石墨的添加和多排管结构不仅缩短了蓄热器的蓄放热时间,而且使温度场的分布更加均匀合理,对蓄热装置的设计及实验研究提供了重要的参考价值。     

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...     

全焊接板式换热器数值模拟及实验验证

为进一步提升全焊接板式换热器在工业应用中的换热效率,降低其流体阻力,在对全焊接板式换热器结构及其优势分析的基础上,通过CAD软件建立三维模型,并采用FLUENT软件对不同波纹角度和波纹间距对应换热器的换热效率与运行阻力进行对比研究,得出最佳参数为波纹板波纹角度为60°、波纹管间距为25 mm。经试验验证表明,优化后的全焊接板式换热器,冷热介质的流量误差控制在3%以内,冷热介质的入口温度误差控制在2%以内,其换热效率达到46.44%和40.49%。     

管翅式热泵相变储能器的数值模拟

为了研究铝翅片管对相变储能材料(PCM)传热性质的影响,通过建立模型数值模拟的方法对有翅片和无翅片的储能单元的传热性能进行了对比。研究了翅片间距(w)、铝片厚度(2v)、相变材料导热系数(kpcm)等参数对总放热时间的影响。在有翅片的情况下,储热单元凝固的时间比无翅片时减少了90%,而翅片间距和总放热时间近似呈线性关系。得出铝翅片可以大大加强相变过程传热、特别是对导热系数小于0.5W/(m.K)的PCM强化效果非常明显。     

水-相变材料复合蓄热装置的温度分布模型研究

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,设置两个均流孔板将水箱分为高温段、低温段和过渡段.在普通水箱多节点模型的基础上,建立了水箱内温度分布的数学模型,在时间域进行了离散,编制了程序进行模拟分析,并通过试验进行了验证,测试数据和模拟分析的数据能够较好地吻合,说明所建立的模型以及模拟计算的方法是合理的.     

基于Fluent的蓄热体传热过程的数值模拟

在能源紧张的环境下,蓄热式电锅炉利用低谷电加热蓄热体耐火砖材料将不能存储的电能转化为热能暂时贮存起来,通过二次换热转化为用户可以利用的能源。蓄热体工作过程分为加热、保温、放热、保温、再加热的循环过程。放热过程是蓄热体工作的主要阶段,放热量的大小和时间长短直接影响设备的工作状态。通过对蓄热体模型的简化,建立三维模型,采用ANSYS Workbench中的Fluent模块对蓄热体的放热过程做了数值模拟,得到了蓄热体放热过程出口温度的分布情况。得到的结果和某工厂的电锅炉实际工作温度和时间相吻合,通过对蓄热体材料、加热时间等一些参数的设置得到的模拟结果对实际生产具有一定的指导意义。     

电子器件相变储能冷却的试验研究

针对高热耗、较低热流密度、短时工作平台的散热需求,研究了相变储能冷却技术在该类平台上的应用,并针对相变材料导热较差的特点,对增强相变材料的导热性进行了试验研究.结果表明,针对该类平台的应用,相变储能冷却技术具有非常广阔的前景,为相似电子器件的散热问题提供参考.     

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.     

针翅管式相变蓄能设备蓄热放热性能的数值模拟

针对针翅管式相变蓄热装置的特点,建立三维针翅管相变传热过程的物理模型和数学模型,采用有限容积法,并结合"焓-多孔度"技术,数值模拟了相变材料在三维针翅管结构中融化和凝固的瞬态传热过程.揭示了相变材料固化过程界面移动规律,并与光管传热性能进行对比,研究表明:针翅管的换热性能远强于光管,且随着针翅高度、宽度、厚度以及每圈针翅数目的增加随着针翅高度、宽度、厚度以及每圈针翅数目的增加蓄热介质完成相变过程所需要的时间均有不同程度的减少,且翅高对强化换热影响最大,翅厚影响最小.模拟与Sparrow试验吻合很好.为优化蓄热器设计参数提高换热效率提供一定的理论依据.     

螺旋管式相变蓄能箱蓄能过程的数值模拟

利用螺旋管式相变换热器,设计了一套经济合理的蓄能设备。通过建立螺旋管蓄能箱的数学模型,对其传热过程进行模拟研究,对比分析了5e种不同尺寸模型的换热效果。探讨了蓄能箱蓄冷过程中相变材料的温度分布和液相分布规律,找出了最优模型的蓄能、释能周期;并通过试验,验证了所建立模型的合理性。研究结果表明:螺旋管换热效果与螺旋直径和截距有关,并且自然对流作用对螺旋管蓄能箱中各点的相变过程具有一定影响,但是对蓄能箱整体蓄能周期影响不大。     

碳纳米管对Al/Al2O3复合相变蓄热材料蓄热与导热性能的影响

论文详细研究了碳纳米管对Al/A12O3复合相变蓄热材料蓄热、导热性能和循环稳定性的影响.利用XRD、TEM和DSC技术分别对碳纳米管的形貌和和蓄热材料的蓄热性能进行了表征.DSC结果表明碳纳米管的添加可略微提高材料的蓄热性能,蓄热值达到543kJ/kg.而添加量太大时,在空气中碳物种易发生氧化反应,在DSC中表现为明显的放热峰.另外,碳纳米管的添加大大提高了材料的导热性能,当碳纳米管的含量为5％时,材料的导热系数提高了30％.对蓄热材料进行升温-降温循环实验可有效提高蓄热材料的抗氧化能力,提高材料的循环稳定性.     

相变材料回填地埋管换热器热响应特性的数值 模拟及试验验证

为了探讨相变对PCM回填地埋管换热器热响应特性的影响,建立了PCM回填地埋管换热器相变传热数学模型,并利用FLUENT软件对其进行了数值求解,分析了相变过程及PCM物性参数对地埋管换热器周围土壤温度扩散与恢复机理的影响,结果表明:采用PCM回填可有效缓解钻孔外土壤温度变化幅度,提高土壤温度恢复率,减小土壤热影响半径;PCM导热系数越高,温度上升/下降幅度越大,热影响范围也越大,恢复也变慢。从缓解土壤温度变化幅度的角度,夏冬季应分别采用相变温度低与高、且相变潜热大的PCM,但就提高土壤温度恢复率而言,夏冬季均应采用相变温度低、且相变潜热小的PCM。试验验证表明:所建模型可以用来模拟PCM回填地埋管换热器的换热过程,其预测最大相对误差在10%以内。