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题名新型平底型相变蓄热器蓄热性能的数值模拟
被引量:1
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作者
薛洁
张军
杜昭
胡汝坤
杨肖虎
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机构
中国建筑西北设计研究院有限公司
西安交通大学人居环境与建筑工程学院
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出处
《储能科学与技术》
CAS
CSCD
北大核心
2022年第12期3855-3861,共7页
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基金
中央高校基本科研业务费资助项目(xtr042019019)。
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文摘
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。
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关键词
金属泡沫
蓄热器
相变材料
平底形状
数值模拟
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Keywords
metal foam
heat storage tank
phase change materials
flat-bottom shape
numerical simulation
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分类号
TK513
[动力工程及工程热物理—热能工程]
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