相變儲能換熱器的傳熱特性及其應用研究.pdf

1、本文利用儲能技術(shù)把富余的，不連續(xù)的能量儲存起來，實現(xiàn)能量利用的時間和空間轉(zhuǎn)移，通過實驗和數(shù)值模擬的研究方法，考察了相變換熱器的傳熱及儲能特性，對換熱器的蓄能過程及相變材料的相變規(guī)律進行了研究，提出了相變蓄能換熱器蓄熱量的經(jīng)驗公式。其主要研究內(nèi)容和結(jié)論如下:
　　1、遴選幾種適合本課題溫度需求的儲能材料，通過加熱和步冷的實驗方法，確定相變材料的相變溫度、過冷度、傳熱均勻性，認為相變蠟較適合做為本課題研究的相變材料，該相變材料的相變溫

2、度為30℃，傳熱各向同性，熱性能穩(wěn)定，過冷度小于1℃。
　　2、根據(jù)數(shù)值模擬的研究方法，利用gambit軟件建立了相變蓄熱單元的傳熱模型，并利用fluent軟件模擬出了相變單元的傳熱過程，計算得到了PCM（相變材料）熔化和凝固過程的相界面位置、溫度分布與時間的關(guān)系曲線。結(jié)果顯示，相變儲熱單元在液相率最大時傳熱效率和相變儲能效率最高，此時PCM所發(fā)生的相變范圍為最佳儲熱范圍，該蓄熱單元最佳儲熱范圍的內(nèi)徑約為16.6mm，即PCM相變

3、范圍為2.3mm。
　　3、利用相變蠟作為儲能材料制作出一種同心套管式相變儲能換熱器，對換熱器在通過熱空氣時的相變傳熱及儲能特性進行了實驗研究。實驗證明，儲能換熱器在本實驗條件下的較適宜流量為0.00047m3/s，且受熱源溫度的影響較大，在55℃時的儲熱量最大，在忽略熱量損失情況下的儲能效率達22％左右，85min時最大儲熱量為25.821KJ，并擬合出該換熱器的最大儲熱量與通入氣體和相變蓄熱介質(zhì)的溫差及氣體流量之間的函數(shù)關(guān)系式