套管式相变储热单元强化换热数值研究

作者：梁天生; 张拴羊; 白志蕊; 徐洪涛^*

来源：热能动力工程, 2021, 36(04): 43-50.

DOI：10.16146/j.cnki.rndlgc.2021.04.007

• 强化换热
• 熔化过程
• 有效储能比
• 数值模拟

建立套管式相变储热单元的二维模型,采用ANSYS FLUENT软件模拟分析了换热流体(HTF)侧Re和填充系数λ对储热单元传热性能的影响,采用有效储能比Est来表征相变储能单元的有效储能容量,在此基础上研究HTF侧增强传热对套管式相变潜热储能系统性能的影响。研究结果表明:随着Re从250增加至1 000,熔化时间从22 951 s缩短至11 317 s,储能时间有效缩短50.7%;同时,有效储热比Est从4.69降至0.35,储能效率φ从69.4%降至5.2%;随着填充系数λ的增加,有效储能容量Qeff从5.4 kJ增加至13.9 kJ后基本保持不变,而储能效率φ则会逐渐降低,有效储能比Est会先增加后减小,且在λ=0.49时得到最大值2.71,此时系统的储能效率φ达到67.6%。相变储热单元在不同的Re下均对应有最佳填充系数λ,当Re=250且λ=87%时,Est取得最大值为4.97,此时储能效率φ达到最大为78.1%。

• 单位
  上海理工大学