壳管式梯级相变蓄热装置内部结构参数的优化研究

梯级相变蓄热技术具有蓄放热平稳、储能密度大、易于控制、能有效克服相变材料导热系数低等优点,是最具应用前景的蓄热技术。壳管式蓄热装置是常用的蓄热装置,需要对其结构参数进行研究优化。采用焓法对壳管式梯级相变蓄热装置的相变过程进行了数值模拟,分析了梯级装置内管径和分管长对装置储热性能的影响。并以提高蓄热效率为优化目标,对参数进行了优化。对壳管式梯级相变蓄热装置的结构参数选择具有借鉴意义。     

壳管式与圆柱式梯级相变蓄热装置的数值模拟与比较

梯级相变蓄热技术具有蓄能密度大、热量交换稳定和易于控制、能提高相变蓄热装置的导热系数等优点,具有广阔的应用前景。基于焓法模型运用有限容积法数值模拟了同等条件下壳管式和圆柱式梯级相变蓄热装置的充热过程;分析传热流体(heat transfer fluid,HTF)流速的影响;从熔化时间、管内温度变化和出口温度等方面在比较了2种方式的优缺点。得出以下结论:壳管式装置更利于传热,传热性能更佳。研究结论对梯级相变蓄热装置的装置形式选择导意义。