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太阳能吸热器换热管蓄热数值模拟与试验研究 总被引:2,自引:0,他引:2
对以高温共晶盐LiF—CaF2为相变材料(PCM)和以干空气为工质的相变蓄热系统,采用焓方法建立了以控制体单元为对象的单管相变蓄热模型,并对系统进行了数值分析,得到了循环工质气体出口温度、相变材料容器最高温度和平均壁温等参数的瞬态变化曲线,实验研究了吸热器换热管的蓄傲热性能,分析了工质进口温度、输入热流级工质流量对工质出口温度、PCM容器平均壁温及最高壁温的影响。计算结果和试验表明单元换热管的蓄傲热性能达到了设计要求,试验结果与数值计算吻合良好。 相似文献
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在建筑通风墙体中加入相变材料被认为是改善其冬季热工性能的有效方法。相变材料在墙体中可采用分块的方法进行宏观封装,此时材料在熔化过程中产生的自然对流现象十分显著,不能被忽略。该文使用开源计算流体力学框架OpenFOAM下开发的求解器针对被动式相变蓄热通风墙体的热工性能开展了数值研究,以准确模拟相关传热、流动、相变等物理过程。计算结果表明:相变材料蓄热墙能有效降低室内温度波动;相变材料内部的自然对流作用很大程度上影响着材料的熔化与凝固速度,因此材料封装时的长宽比以及分块方式应做出审慎选择。 相似文献
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以赤藻糖醇为相变材料,采用Fluent软件对同心套管式相变蓄热单元的熔化和凝固过程进行了三维非稳态数值研究。在考虑自然对流的前提下,对比了水平入射式、顶部入射式及底部入射式相变蓄热单元的传热特性,得到了固液界面分布图和温度云图随时间的变化特性,对比了各自的蓄放热速率。研究表明:自然对流在熔化过程中起主要作用,而在凝固过程中起的作用很小;蓄热速率从大到小排列,依次是水平入射式、顶部入射式和底部入射式,相比于底部入射式,水平入射式的总熔化时间可减少27.2%,而顶部入射式的总熔化时间仅减少3.7%;放热速率从大到小排列,依次是顶部入射式、水平入射式和底部入射式,相比于底部入射式,顶部入射式的总凝固时间可减少9.2%,而水平入射式的总凝固时间仅减少0.6%;水平入射式蓄热单元是满足蓄放热速率快这一要求的首选型式。 相似文献
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蓄热水箱能够存储和调配能量。将蓄热水箱应用到太阳能热水系统中,可以弥补太阳能的不稳定性和不连续性,有效地提高太阳能热水系统的热利用率。文章基于小型太阳能热水系统,建立蓄热水箱物理模型,应用Fluent软件模拟分析了各个工况下蓄热水箱的温度分层情况,从而寻求较优的温度分层。分析结果表明:当热水入口质量流量小于2.8 kg/s时,蓄热水箱的温度分层比较明显;当热水入口质量流量大于2.8 kg/s时,随着热水入口质量流量逐渐增大,蓄热水箱温度分层越来越不明显;热水入口温度与水箱初始温度对于蓄热水箱温度分层影响不大;当热水入口质量流量为2.8 kg/s时,存在最佳热水入口直径(9 mm),此时蓄热水箱冷、热水不发生混合,蓄热水箱的热利用率较高。 相似文献
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电加热相变材料蓄热地板采暖的热性能模拟 总被引:10,自引:2,他引:10
为消除电采暖引起的电网峰谷差并降低采暖运行费用,该文提出了一种带有相变材料潜热贮能板的地板电采暖系统,并建立了分析此系统热性能的地板和房间理论模型,对给定的电加热相变蓄热地板采暖房间,模拟了室内空气温度和地面温度的变化,藉此分析了我国几个气候地区冬季该系统的应用效果,结果证明此采暖方式在使房间热负荷不大的建筑和气候条件下,基本能满足人的热舒适性要求,有较好的应用前景。 相似文献
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组合式相变材料组分配比与储热性能研究 总被引:2,自引:0,他引:2
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。 相似文献
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发展了一种用于测量相变贮热材料及其构件贮热能力的单水浴法。这种方法使用一个其中盛有一定量水的恒温水浴,将水温从T1均匀加热到T2,利用热流片测出通过水浴各壁面的热损,用消耗的电能扣除热损后即得到加热水所消耗的电能Qw;之后将待测相变材料或其构件浸没在水中,将水浴温度调到T1,并从该温度均匀加热到T2,同时利用热流片测出通过水浴各壁面的热损,消耗的总电能扣除相应的热损后即得加热水和相变材料或其构件所消耗的电能Qw+pom;Qw+pom减去Qw即为相奕材料或其构件从温度T1升高到T2所吸收的热能,即相变材料或其构件在温度区间[T1,T2]上的贮热能力。利用该方法对一种定形相变材料的贮热能力的测试结果与DSC分析的结果相差不到2%,还利用该方法对颗粒状定形相变材料与混凝土共混成型的贮热构件的贮热能力进行了测试。 相似文献
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太阳能热动力发电系统吸热器换热管试验及数值模拟 总被引:4,自引:0,他引:4
吸热器换热管地面试验是空间太阳能热动力发电系统吸热/蓄热器研制的重要阶段,是为了验证相变材料的蓄放热性能。对以共晶盐LiF—CaF2为蓄热介质的换热管进行了27个周期共2511分钟的地面试验,包括变参数试验和稳态试验,获得了容器表面温度和工质出口温度等试验结果。利用焓法建立相变蓄热换热管试验的传热模型,采用试验参数对地面试验进行了数值模拟,得到的结果与试验结果进行了比较,两者比较接近。证明了地面单管试验的成功性,也验证了换热管传热分析软件的可靠性。 相似文献
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微重力条件下相变材料容器的二维瞬态热分析 总被引:2,自引:1,他引:2
高温相变材料是空间太阳能热动力发电系统吸热器中普遍使用的蓄热介质。基于微重力状态下的导热控制微分方程,采用焓法对相变材料容器进行了二维数值分析,对计算结果给予了讨论。 相似文献
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太阳入射热流对吸热器换热的影响 总被引:1,自引:1,他引:1
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。吸热器的入射热流分布将影响到换热管的传热以及系统的寿命,采用焓法处理相变区的传热,建立了太阳能热动力发电系统吸势器换热管三维换热模型,计算得到在轨道周期内对应三种入射热流的换热管的温度场、工质的出口温度变化、相变材料熔化率等重要的结果,并进行了比较、分析。 相似文献