采用肋片强化相变蓄热器传热的模拟分析.pdf

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1、第3O卷第6期能源技术Vo1．3ONo．62009年l2月ENERGYTECHNOIOGYDec．2009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工程学院，上海201620)摘要：为了增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，得到了石蜡熔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

2、超过40toni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—04NumericalSimulationonHeatTransferEnhancementByingUsingFinofPhaseChangeThermalEnergyStorageHULinwxiao，FUHa~ming，LIUDong-dong，CHENJun(CollegeofEnvironmentalScienceandEngineering，DonghuaU

3、niversity，Shanghai201620，China)Abstract：Toincreaseaccumulatoreffectofthephasechangeenergystorage，structureofenergystorageequipmentofphasechangewasputtedoutbyusingannularfintoenhanceheattransferforphase-changeheatstoragedevicemodelofconcentricdoublmpipe，thelawofdistributionofparaffinmeltingtempe

4、ratureandmeltingtimewereobtainedbyusingFIUENTsoftwaretosimulatemeltingprocessofparaffinphasechangematerial，impactofparameterssuchasfinspacingandthicknessonheateffectofheatreservoirpipewereanalyzed．Theresultsshowthattotalmeltingtimeincreasedwithfinspacingincreasinganddecreasedwiththefinthickness

5、increasing，butanincreaseofheattransfereffecwasnotobviousunderthecondionofthefinthicknesslargerthan2mm，orthefinspacing1argerthan401Tfn．Keywords：phasechange；heattransferenhancement；Fin；NnumericalsimulationCLCnumber：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贮，热场合中的应用。例如在太阳

6、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善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l2]。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]优点，如相变温度范围很小，单位

7、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型石蜡相变蓄热器储能系统，并在焓一孔隙率法的度大等。但是常用的相变材料的导热系数一般偏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·324·胡凌霄等：采用肋片强化相变蓄热器传热的模拟分析这种储能系统的设计提供可靠依据。1．2数学模型在应用Fluent软件模拟石蜡相变材料的熔化／1模型的建立凝固过程时采用了