相變蓄熱換熱器的數(shù)值模擬及優(yōu)化設計.pdf

1、近年來，隨著經(jīng)濟的快速發(fā)展，我國用電峰谷差現(xiàn)象日益嚴重，同時城市冬季供暖帶來的污染問題也越加嚴重，為了改善這些問題，加大調(diào)節(jié)用電負荷和調(diào)整冬季供暖用能結構，需要深入研究蓄熱技術，開發(fā)應用蓄熱技術的產(chǎn)品。相變蓄熱換熱裝置充分利用了相變蓄熱材料儲熱密度大、蓄熱時溫度波動小的特點，對工業(yè)余熱回收和改善供暖環(huán)境起著積極作用。因而，在世界各國都在面臨能源危機的今天，新型高效的相變蓄熱裝置對能源的合理利用有很重要的影響。
　　本文選用赤藻糖醇

2、為相變蓄熱材料，并采用帶有內(nèi)環(huán)肋和翅片的換熱管，設計出了適用于室內(nèi)的相變蓄熱換熱器，并對其蓄熱過程進行數(shù)值模擬和參數(shù)優(yōu)化。首先，根據(jù)某一地區(qū)冬季室內(nèi)供暖負荷對相變蓄熱器尺寸結構進行了初步設計；建立相變蓄熱換熱器的物理模型，利用FLUENT軟件對蓄熱器的相變傳熱問題建立數(shù)學模型進行蓄熱過程的數(shù)值模擬；而后，研究不同結構對蓄熱性能的影響：分析了換熱管有無內(nèi)環(huán)肋對蓄熱體性能的影響；對比分析不同翅片間距的換熱體相變時間和蓄熱效率，并對換熱管結構

3、進行優(yōu)化；利用數(shù)值模擬數(shù)據(jù)對相變蓄熱換熱器的入口流速、入口溫度等運行工況進行優(yōu)化。
　　結果表明：熱流體通道內(nèi)增加內(nèi)環(huán)肋能有效提升相變蓄熱器整體性能，獲得更好的蓄熱效果；換熱管翅片結構對相變蓄熱過程有較大影響，選擇合理的翅片結構能夠改善蓄熱器性能。研究發(fā)現(xiàn)內(nèi)環(huán)肋換熱管管長與管內(nèi)壓降成正比關系，平均每厘米壓降為52.8Pa，蓄熱效率隨著管長增加呈先增加后降低的趨勢，最佳管長為400mm；帶有翅片的內(nèi)環(huán)肋換熱管蓄熱器，入口溫度為495