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...     

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。     

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。     

有限元分析在相变材料中的应用研究综述

相变材料由于能够在相变过程中释放和储存大量的能量,已经成为储能领域的热门话题之一。单一相变材料存在热导率低、能量易泄漏等缺点,不能满足实际生产需要,因此常常将相变材料与其他材料复合,从而提升其性能。针对储能系统中相变材料传热较差的情况,介绍了传热的方式以及强化传热的手段。热性能是相变储能系统的重要性能之一,而相变过程是高度非线性的瞬态过程,普通仪器和常规方法难以解决分析问题。已有研究表明,应用有限元数值模拟软件能够分析此类问题,并能得出准确的解。因此,综述了有限元的基本概念和模拟过程,并列出了相关应用案例。     

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.     

蒸发式冷凝器异型管束中流体流场数值模拟及实验研究

运用Fluent软件对蒸发式冷凝器3种异型管--椭圆管、扭曲管及弹形管管束中强制对流空气进行了数值模拟,模拟的数据经Tecplot.10处理后直观地表征了3种异型管束中空气的速度场、压力场、温度场,并在此基础上对此3种异型管进行了实验研究.模拟分析得出的结论与实验研究的结果吻合甚好,表明了流线形设计的弹形管与椭圆管、扭曲管相比,不仅传热效率高,而且流动阻力小.     

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。     

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.     

定形相变储能材料的研究进展及其应用

综述了定形相变储能材料的研究进展情况，介绍了定形相变材料的种类、特点及制备方法，分析了几种典型定形相变材料的性能和储能机理，并对定形相变储能材料应用于建筑领域的可行性和节能意义进行了探讨。     

斜截半椭圆柱面涡发生器在管道中的传热数值模拟研究

管内设置一种斜截半椭圆柱面涡发生器,利用计算软件F luent进行数值模拟研究,研究以烟气为加热介质,冷空气为冷却介质的换热方式在不同Re数下不同攻角和倾角的传热及阻力特性,并与光管进行了对比。结果表明:斜截半椭圆柱面涡发生器能明显提高换热性能,在所研究的纵向涡发生器中,攻角为60°,倾角为15°时,涡发生器强化传热综合效果最佳。     

圆柱形相变储热器热损失的试验研究

相变储热有着密度高、体积小、质量轻,蓄放热过程中温度波动小等优点,在太阳能热利用、工业余热回收、采暖及空调等领域有着较为广泛的应用。本文利用相变储热试验平台模拟储热器的工作原理,对储热器不工作状态下内部和外部温度进行监测,发现相变储热器在非稳态散热时具有比较明显的凝固放热现象,而且通过顶面的热损失严重;对储热器热损失进行了分类,对储热器热损失系数这一关键数据进行探讨;最后,在试验和理论分析基础上提出增大上部保温层厚度、加强进出口部位的保温、减小管径和增加阀门可减小储热器通过顶面的热损失。     

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。     

太阳能热发电系统蓄热装置的模拟研究

利用FLUENT软件中的凝固/熔化模型,对太阳能热发电高温相变蓄热器的蓄、放热过程进行了数值模拟,主要研究了傅立叶数、斯蒂芬数、雷诺数对相变过程的影响,并对结果进行了分析,同时通过最小二乘法原理对换热准则式进行了拟合,掌握了太阳能热发电高温相变蓄热器相变过程的规律,为太阳能热发电系统蓄热装置的优化设计提供了重要参考价值和理论依据。     

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。     

武汉市某办公楼地源热泵-相变蓄冷系统的优化配置

相变蓄冷技术和地源热泵技术的结合既能实现节能,又能实现电力上的移峰填谷。本文介绍了武汉某办公楼地源热泵系统+相变蓄冷系统的优化设计,并对不同蓄冷比率下的系统稳定性和经济性进行分析,最终确定地源热泵与相变蓄冷的联合运行模式及最佳蓄冷率。     

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.     

热泵热水器蓄热水箱的数值模拟与结构优化

利用ANSYS数值模拟软件中的ICEM和FLUENT模块对静态加热式热泵热水器蓄热水箱内温度场和速度场进行了模拟计算,研究分析了不同的盘管直径及位置对水箱内部速度场与温度场的变化的影响,在此基础上提出了一个有关于冷凝盘管结构改进的优化方案。     

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。