填充多级相变材料的套管式储热器性能研究

摘要：提出一种填充三级相变材料的水平套管式储热器,并建立该储热器的综合性能评价指标,基于该指标数值预测和研究了分隔壁面、翅片布置和方向等参数对系统综合性能的影响。结果表明:分隔壁面对PCM的自然对流有明显的抑制作用,且相变温度越高,抑制效果越显著;相对于无翅片结构,在各级PCM中布置翅片的储热器的综合储热效率提高了约2.27倍;不同翅片布置方向下PCM液相率的变化可分为两个不同阶段,且均匀布置的翅片结构(Case2)具有较优的综合性能;各级PCM间熔化速率的不均匀性是制约系统整体储热性能的关键因素;Case5的翅片布置方式使各级PCM间熔化速率的均匀性明显改善,与Case2相比,其综合储热效率提高了28.30%。

关键词：太阳能 传热 相变材料 翅片优化 数值模拟 

单位：上海理工大学能源与动力工程学院; 上海市动力工程多相流动与传热重点实验室; 上海200093; 西安交通大学热流科学与工程教育部重点实验室; 陕西西安710049