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1、第24卷第2期北京建筑工程学院学报Vol.24No.22008年6月JournalofBeijingUniversityofCivilEngineeringandArchitectureJun.2008文章编号:1004-6011(2008)02-0010-04石蜡相变蓄热过程数值模拟王哲斌,许淑惠,严颖(北京建筑工程学院环境与能源工程学院,北京100044)摘要:相变材料(PCM)相变过程的传热特性对潜热储存过程的有重要的影响.对一种圆环形柱体石蜡相变蓄热材料,分别建立了忽略液相自然对流和考虑液相自然对流相变过程的数学模型,采用FLUENT
2、软件对其蓄热熔化过程进行数值模拟,获得石蜡熔化过程温度场分布、熔化时间以及相界面移动规律,并数值计算了石蜡水平放置和竖直放置时,熔化过程的熔化时间和温度分布.对比两种模型的模拟结果表明,当石蜡材料厚度大于40mm,熔化过程中液相中自然对流作用对熔化过程有较大的影响.关键词:石蜡;相变;蓄热;数值模拟中图分类号:TB61文献标志码:ASimulationoftheHeatTransferofMeltingProcessofParaffinWangZhebin,XuShuhui,YanYing(SchoolofEnvironmentandEner
3、gyEngineering,BUCEABeijing100044)Abstract:Theheattransfercharacteristicsofphasechangematerial(PCM)affecttheenergymanagementintheprocessoflatentheatthermalenergystorage.Basedonaphysicalmodelofparaffininahollowcylinder,twomathematicalmodelsofparaffinmeltingprocesswereestablis
4、hedbyconsideringtheventilationofliquidstateofparaffinandignoringtheeffectofventilation,andnumericalsimulationswereperformedbyFLUENTsoftware.Thetemperaturedistribution,flowdistributioninthecylinder,thepositionandformofthemeltinglayeratdifferentmomentweresimulatedandanalyzedu
5、nderdifferentconditions.Simulationshowsthatwhenthethicknessofparaffinismorethan40mm,theventilationofliquidstateofparaffinhasmoreinfluencestothemeltingprocessconsiderable.Keywords:paraffin;melting;latentheatthermalenergystorage;numericalsimulation随着人们对能源问题重要性的认识,蓄能技术该技术在太阳能热
6、利用、工业余热回收、采暖及空调的重要性也日益突出.当相变材料在其物相发生改等节能领域中相变材料都有着诱人的应用前景,目[1]变时,伴有较大能量的释放或吸收.利用其这种特前已成为世界范围内的研究热点.性对能量进行存贮,可对不连续、不稳定的热量进行研究应用于采暖和空调领域的蓄热设备能够将充分利用,以调整控制工作源或相变材料周围环境用电低谷期廉价的电能转化为热能储存起来,在用的温度,是一种提高能源利用效率的环境友好技术.电高峰期再将这部分储存的能量释放出来,以减少收稿日期:2008-04-08基金项目:北京市重点实验室开放课题(KF200708)作
7、者简介:王哲斌(1983—),男,硕士研究生,研究方向:通风空调制冷技术与设备.第2期王哲斌等:石蜡相变蓄热过程数值模拟11高峰期用电量,实现“削峰填谷”,这样做不仅大大节H2=λΔT(1)τ约了系统运行费用,也减轻了电网负担,使用电时段T的分配更加合理,具有重大的现实意义和广阔的应式中:H=h+ΔH,h=href+∫cpdT,ΔH=fL,[2]T用前景.refH为总焓,h为显热部分的焓,L为液化潜热,f为相变传热问题包括相的变化与热传导两种物理0～1之间的数,固相时,f=0,液相时,f=1;两相区过程,比单一热传导过程更复杂,在数学上是一个
8、强[2]ΔHT-Tsolidus非线性问题,解的叠加原理不能使用,该相变问中:f==LTliquidus-Tsolidus题一般只能采用数值方法求解.因此,本文采用
