储释冷循环对岩石材料性能的影响

天然岩石作为深冷储能材料具有适宜温度范围宽、成本低和材料易得等优点,其在深冷温区的热物性和循环稳定性是影响蓄冷单元性能的关键。本文为探究储/释冷循环对岩石深冷储能材料性能的影响,建立了深冷储/释循环实验台,研究了千次储/释冷循环对大理石、花岗岩、石灰岩和玄武岩四种岩石的热物性和强度的影响。实验结果表明,在千次储/释冷循环前后,大理石、玄武岩和石灰岩的外观均无发生明显变化,而花岗岩会存在少量的裂纹和脱落。循环储/释冷千次对岩石的密度、导热系数和比热容均无明显的影响。大理石和玄武岩的抗压强度随着循环次数的增加而基本不变;花岗岩和石灰岩的抗压强度随着循环次数的增加而有较大的提高。基于实验结果获得了在深冷至常温区间内四种岩石材料的导热系数和比热容随温度变化的关系式。对比分析表明,四种岩石的体积储能密度存在较大差异,石灰岩的体积储能密度最大,而花岗岩的最小。本研究将为深冷储能单元及系统的研发提供重要基础数据。

超临界压缩空气堆积床蓄冷罐循环性能分析

基于二维多孔介质热平衡模型对堆积床蓄冷罐的储释冷循环过程进行了计算,分析了循环过程中储释冷截断温度、储释冷质量流量和蓄冷罐工作压力对蓄冷罐循环热性能的影响。结果表明:随着储释冷截断因子增大,斜温层厚度减小,储释冷时间及循环时间变长,蓄冷罐的有效容量比逐渐上升;随着储释冷质量流量的增大,储释冷时间及总时间显著缩短,但是储释冷截止时刻蓄冷罐温度和有效容量比变化较小;蓄冷罐工作压力的增大对储冷过程中蓄冷罐温度的影响很小,但是会明显缩短释冷时间并延长释冷过程中低温出口段的时间。