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摘要
相变材料热导率较低，使得相变储热装置性能受到限制。为提高相变储热装置性能，针对不同分形结构的管壳式相变储热装置，利用数值模拟方法分析了有无分形翅片下相变材料熔化过程特性。结果表明，分形结构能够显著强化相变材料的熔化速率，在液态相变材料浮升力作用下储热单元上部温度较高于下部。当套管中内壳内壁面温度为90℃时，无分形结构的翅片套管式相变蓄热单元的熔化时长为110 s，而具有60°和90°分形结构的蓄热单元的熔化时间分别缩短了27.27%和36.36%。无分形结构、具有60°分形结构和具有90°分形结构装置在熔化稳定后平均温度分别约为338、341、343 K。此外发现，随着相变材料的逐渐熔化，自然对流换热效果呈现先逐渐增强，在达到旺盛自然对流阶段后又逐渐减弱，其原因主要是由于温度场逐渐趋于均匀，自然对流的温差减小所致。
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单位河北建筑工程学院; 河北水利电力学院
