水平及竖直放置套管式相变蓄热单元传热特性的数值模拟

发布时间：2024-04-14 22:30

　　以赤藻糖醇为相变材料,采用Fluent软件对同心套管式相变蓄热单元的熔化和凝固过程进行了三维非稳态数值研究。在考虑自然对流的前提下,对比了水平入射式、顶部入射式及底部入射式相变蓄热单元的传热特性,得到了固液界面分布图和温度云图随时间的变化特性,对比了各自的蓄放热速率。研究表明:自然对流在熔化过程中起主要作用,而在凝固过程中起的作用很小;蓄热速率从大到小排列,依次是水平入射式、顶部入射式和底部入射式,相比于底部入射式,水平入射式的总熔化时间可减少27.2%,而顶部入射式的总熔化时间仅减少3.7%;放热速率从大到小排列,依次是顶部入射式、水平入射式和底部入射式,相比于底部入射式,顶部入射式的总凝固时间可减少9.2%,而水平入射式的总凝固时间仅减少0.6%;水平入射式蓄热单元是满足蓄放热速率快这一要求的首选型式。

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【部分图文】：

图1同心套管式相变蓄热单元物理模型

同心套管式相变蓄热单元如图1所示,传热流体在内管中流动,相变材料封装于内管与外管之间的区域。内管内径φ1=30mm,外管内径φ2=76mm,内管壁厚δ=3mm,内外管长度l=250mm。蓄热时,高温流体从内管中流动,热量由传热流体传递给相变材料;放热时,低温流体从内管中流....

图2不同网格数下蓄热过程液相分数随时间的变化

采用Gambit软件对三维物理模型划分六面体网格,划分的网格数分别为78455、185547和802278。对水平入射式蓄热单元做数值模拟,得到蓄热过程中液相分数随时间的变化曲线,如图2所示。三条曲线几乎重合,为了高效精确地完成研究,选择的网格数为185547。1.5模....

图7不同放热时刻,水平入射式蓄热单元的

图6不同蓄热时刻,底部入射式蓄热单元的

图8不同放热时刻,顶部入射式和底部入射式

图7不同放热时刻,水平入射式蓄热单元的

本文编号：3955325