一种新型蓄热器的应用效果简析

蓄热器可以稳定锅炉负荷,达到节能目的。本文通过一种新型蓄热器在韶关冶炼厂调试数据的分析计算,阐明了这种蓄热器节能的有效性和经济性。     

新型平底型相变蓄热器蓄热性能的数值模拟北大核心CSCD

为了解决相变材料低热导率所引起的换热效果差的问题,向相变材料中添加高导热的金属泡沫材料以加速固液相变过程、提升整体蓄热效率。然而,浮升力导致高温流体堆积在蓄热单元顶部,蓄热单元底部的相变材料较难熔化。为了改善底部难熔的现象,本工作在控制相变材料容积不变的前提下,以一定的比例切除蓄热单元底部,形成新型平底型相变蓄热器。通过数值模拟的方法,对蓄热单元熔化过程中的熔化率、蓄热量、熔化相界面、速度分布和温度分布进行分析。结果表明,新型平底型相变蓄热器能够有效减少底部难熔区域,从而提高蓄热器整体的蓄热效率。其中底部横切比为0.7时,完全熔化时间最短,比圆管缩短了18.12%。通过模拟结果的对比分析可以发现,去除底部相变材料减小了热源到蓄热器底部(难熔区)的距离,增强了熔化末期底部难熔区域的换热。在熔化末期,横切比为0.7的蓄热单元,在相界面处的流速比圆管的提高了2.10倍。说明底部横切强化了熔化末期蓄热单元底部的传热,减小了蓄热单元底部的低温区域,从而推动了整体的熔化进程。     

新型蓄热体结构蓄热过程分析北大核心CSCD

为提高工程实际应用中固体蓄热器蓄热体的蓄热能力,以碱性耐火材料MgO砖作为蓄热介质,设计一种新型蓄热体结构,基于物理参数非定值的热分析方法,对新型蓄热体结构的蓄热性能及温度分布情况进行分析。结果表明:目标蓄热时间下,传统蓄热体温度分布梯度较大,温度分布以蓄热体中心点为核心呈面性递减,整体温差值为227.0 K,新型蓄热体温度分布以横向轴线呈线性递减,整体温差值为107.8 K,较传统蓄热体整体温差值减小119.2 K,监测点温度偏差率降低5.7%;目标蓄热时间下,传统蓄热体网格节点温度在设计蓄热温度873 K温度段占比仅为8.7%,而在高温段占比达到70.1%,整体温度分布不均,新型蓄热体网格节点温度在设计蓄热温度873 K温度段占比达60.4%,未形成明显高温段,整体温度分布更优;目标蓄热温度下,新型蓄热体结构的实际蓄热容量达到理论蓄热容量的96%,较传统蓄热体提升16%,同时相同蓄热容量下体积仅有传统蓄热体的83%,能有效提高蓄热体蓄热能力,相应降低蓄热成本,有利于市场推广。     

十八醇/ZIF-8定形复合相变材料制备及其蓄热器模拟

制备一种新型的定形复合相变材料，以十八醇（OD）为相变芯材，ZIF-8金属有机骨架为载体，制备出质量分数为50%～80%OD/ZIF-8定形复合相变材料。扫描电镜（SEM）结果显示：ZIF-8孔道内的毛细作用力可有效吸附十八醇，其最大负载量可达80%;X射线衍射（XRD）、傅里叶红外光谱（FT-IR）结果显示OD与ZIF-8之间只是物理结合，未发生化学变化；差示扫描热仪（DSC）测试结果表明：质量分数为80%的OD/ZIF-8在60℃下循环加热—冷却50次后，熔化焓未显著降低，说明此复合相变材料具有良好的热循环稳定性。另外，根据质量分数为80%的OD/ZIF-8的导热系数为0.2982 W/（m·K），以质量分数为80%OD/ZIF-8为蓄热介质对蓄热器进行Fluent模拟分析，分别研究新型管束布置方式及添加翅片两种强化传热方式对蓄热器蓄热效果的影响规律。