泡沫金属相变蓄热换热器在余热利用中的模拟

泡沫金属具有质量轻、体积小、换热面积大和热导率高等特点。利用泡沫金属优秀的导热性能及螺旋管的扰流能力,设计一台带有蓄热功能的螺旋管式烟气余热回收装置,以一台400 kW柴油机烟气数据为依据进行数值计算,考核装置在不同螺旋尺寸下的换热、蓄热能力,并结合工程实践考虑选取30 mm管径、40 mm螺距的螺旋管设计,蓄热材料为泡沫金属复合二元硝酸盐,金属基体为铝,填充材料为质量比3∶2的硝酸钾与硝酸钠混合物,相变材料与金属基的质量分数比为91.6%∶8.4%。结果表明,装置占用平台面积为3.3 m2,装置换热量为184 kW,蓄热功能的加入使余热回收装置对工况变化的敏感度降低了54%。可解决海洋石油平台余热回收面临的空间有限、余热资源不连续等问题。