摘要
针对船舶动力装置中央冷却系统中存在的高功率热负荷波动问题,本文提出一种基于相变材料储热填充床换热器的热负荷波动抑制器。构建以低熔点金属镓为储热材料的相变储热填充床换热器,建立了换热器流动传热分析模型和相应的数值计算模型,并对其储放热性能进行了分析。给出了换热器整体的流动和传热无量纲关系曲线,分析了换热器储放热过程中温度、储热功率和储热量的变化特征,总结了换热器有效储热率随储热时间和放热时间的变化关系,分析了波动入口温度下换热器循环储放热特性。所构建的填充床换热器储热功率在400~450 k W量级,储热密度达320 MJ/m3,在入口温度以(30±10)℃(周期5 min)正弦波动时,出口温度可稳定保持在(30±0.5)℃范围,可起到很好的温度缓冲作用,有效消除波动热负荷造成的不利影响。
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单位武汉第二船舶设计研究所