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        工程熱物理

        2015-10-31 03:05:10
        中國學(xué)術(shù)期刊文摘 2015年10期
        關(guān)鍵詞:儲(chǔ)熱翅片容器

        工程熱物理

        封面介紹:基于相變材料(PCM)的儲(chǔ)熱技術(shù)是提高能源轉(zhuǎn)化與利用效率的有效手段.為克服一般PCM導(dǎo)熱系數(shù)較低的瓶頸、提高相變儲(chǔ)熱系統(tǒng)的儲(chǔ)/釋熱速率,通常采用添加金屬翅片的方法以強(qiáng)化 PCM容器內(nèi)的傳熱.球形 PCM容器是相變儲(chǔ)熱應(yīng)用中典型的容器形狀,常見于堆積床型的儲(chǔ)熱換熱器等.目前關(guān)于添加翅片對(duì)球形容器內(nèi)部熔化過程的影響尚缺乏系統(tǒng)性研究.有鑒于此,浙江大學(xué)能源工程學(xué)院范利武研究組采用數(shù)值模擬與可視化試驗(yàn)相結(jié)合的方法研究了等溫加熱條件下添加不同高度環(huán)形翅片時(shí)球形容器內(nèi)的約束熔化過程及其傳熱特性.研究結(jié)果表明,添加環(huán)形翅片不僅起到了預(yù)期的增強(qiáng)導(dǎo)熱的作用,還能夠強(qiáng)化翅片附近特定區(qū)域的自然對(duì)流傳熱,在兩種傳熱機(jī)理的協(xié)同作用下顯著加快了儲(chǔ)熱速率.封面顯示的是含翅片球形 PCM容器內(nèi)熔化過程中不同時(shí)刻固液相界面形狀的可視化測量與模擬結(jié)果(內(nèi))以及溫度場和流線的模擬云圖(外).詳見朱子欽等人文(p1125).

        相變材料在含翅片球形容器內(nèi)的約束熔化傳熱過程

        朱子欽,肖勝藍(lán),施松鶴,等

        為了定量評(píng)估翅片對(duì)球形容器內(nèi)相變材料儲(chǔ)熱性能的影響,本文采用數(shù)值模擬與試驗(yàn)相結(jié)合的方法研究了等溫加熱條件下添加不同高度環(huán)形翅片時(shí)球形容器內(nèi)的約束熔化傳熱過程.數(shù)值模擬中采用焓模型描述相變過程,并利用有限容積法求解控制方程.與可視化試驗(yàn)結(jié)果的對(duì)比表明,該方法可以較好地預(yù)測熔化過程中固液相界面的演化趨勢.通過對(duì)數(shù)值模擬得到的熔化過程中自然對(duì)流流形和溫度場的分析可以發(fā)現(xiàn),添加環(huán)形翅片不僅起到了增強(qiáng)導(dǎo)熱的作用,還能夠強(qiáng)化翅片附近特定區(qū)域的自然對(duì)流傳熱.在本文所研究的工況下,添加高度與球體半徑之比為0.25,0.50和0.75的翅片可以使總?cè)刍瘯r(shí)間分別減少約10.6%,20.2%和28.7%,顯著加快了球形容器的儲(chǔ)熱速率.

        相變材料;儲(chǔ)熱;球形容器;翅片;約束熔化;強(qiáng)化傳熱

        來源出版物:科學(xué)通報(bào),2015,60(12): 1125-1131聯(lián)系郵箱:范利武,liwufan@zju.edu.cn

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