第30卷第6期
能源技术
Vol 30
2009年12月
ENERGY TECHNOLOGY
研究与探索
采用肋片强化相变
蓄热器传热的模拟分析
胡凌霄,付海明,刘栋栋,陈军
(东华大学环境科学与エ程学院,上海201620)
摘要:为了増加同心套管式相变蓄热器的蓄能效果,采用环形肋片强化相变储能设备的传
热,利用 Fluent软件模拟了这种结构中石蜡相变的融化过程,得到了石蜡嫆化过程温度场分布及
熔化时间的规律,根据这些规律分析了肋片间距及厚度等参数对贮热管放热效果的影响。分析结
果表明:石蜡的总融化时间随肋片间距增加而延长即传热效果变差,但是随着肋片厚度的增加而缩
短,即传热效果变优,但是当或肋间距超过40mmn和厚度超过2mm后,进一步增加肋片间距或者
厚度对传热效果的影响变得不明显。
关键词:相变;强化传热;肋片;数值模拟
中图分类号:TK02
文献标志码:A文章编号:1005-7439(2009)06-0324-04
Numerical Simulation on Heat Transfer Enhancement Bying Using
Fin of Phase Change Thermal Energy Storage
HU Iing-xia0, FU Harming, LIO Dong-dong, CHEN Jun
College of Environmental Science and Engineering, Donghua University, Shanghai 201620, China)
Abstract: To increase accumulator effect of the phase change energy storage, structure of energy storage
equipment of phase change was putted out by using annular fin to enhance heat transfer for phase-change heat
storage device model of concentric double-pipe, the law of distribution of paraffin melting temperature and melting
time were obtained by using FLUENT software to simulate melting process of paraffin phase change material,
impact of parameters such as fin spacing and thickness on heat effect of heat reservoir pipe were analyzed. The
results show that total melting time increased with fin spacing increasing and decreased with the fin thickness
increasing, but an increase of heat transfer effec was not obvious under the condion of the fin thickness larger than
2mm, or the fin spacing larger than 40 mm.
Keywords: phase change; heat transfer enhancement; Fin; Numerical simulation CLC number: TK02
当相变材料在其物相发生改变时,伴有较大能小,严重制约了它在某些场合特别是需要大容量贮
量的释放或吸收;利用其这种特性对能量进行存败贮,热场合中的应用。例如在太阳能系统中,尽管热量
可对不连续、不稳定的热量进行充分利用,用于调整的贮存阶段较长,但热量的抽取往往要求在很短的
控制工作源或相变材料周围环境的温度,是一种提时间内完成,这就需要强化相变材料的传热。在以
高能源利用效率的环境有效技术1,在太阳能热利往的研究中,很多学者主要针对低温相变材料的强
用、工业余热回收、采暖及空调等节能领域中相变材化传热进行了大量研究?提出的方法主要是改普设
料都有着诱人的应用前景,目前已成为世界范围内备结构如采用肋片、蜂窝、多孔介质等,添加高导热
的研究热点?。相变材料用于热能的贮存具有很多系数的添加剂,以及相变材料的组合强化传热3-1
优点,如相变温度范围很小,单位质量及体积贮热密等。本文将采用铜肋片强化传热的结构组成一种新
度大等。但是常用的相变材料的导热系数一般偏型石蜡相变蓄热器储能系统,并在焓一孔隙率法的
基础上对相变材料凝固过程中的温度分布、相界面
基金项目:上海市重点学科建设项目资助(B604)
位置进行数值模拟,验证铜肋片的强化传热效果,为
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