索比光伏网讯:由于相变材料的传热系数一般较低,且在相变过程中伴有体积变化。因此,合理地设计相变蓄热器是相变蓄热系统中的一个重要组成部分,各国的研究者们尝试设计了各种类型的蓄能换热器。
1、相变蓄能材料/水换热器
相变蓄能换热器的形式主要有壳管式和矩形式,绝大多数的相变蓄能换热器的换热介质为水,对于采用这种介质蓄能的换热器研究起源较早,直到今天仍然有很多学者在不断的研发新型的相变蓄能材料/水换热器,并对其换热特性、传热机理等进行不断的深入研究,以期早日实现工程应用。
在国外, 2000年,Mehmet对圆柱形蓄热装置进行了理论分析,并采用焓法对相变蓄热单元的瞬时过程作了分析,指出相变材料、圆柱体的半径、流体的流量、入口温度等蓄热装置的运行效率均有影响。2002年, Giovanni对平板型相变材料在固液变化过程中热传递进行了数值和实验研究,实验结果和模拟值相吻合。Kamal A. R.Ismail等对融化区存在自然对流的水平圆柱蓄热器中的相变问题进行了数值模拟,建立了二维稳态数学模型,并进行了验证 。2003年, Uros St2ritih对具有加肋表面的相变蓄热器传热特性进行了实验研究,将凝固和融化过程与平板表面的换热器进行了对比。肋片效率由通过肋片的热流和不通过肋片的热流比例来确定。2005年, K.C. Nayak等对相变蓄热器中的传热强化装置进行了研究,采用有限容积法对两种类型的换热器进行了数值模拟,可以看出,传热强化装置在蓄热器运行中起了很重要的作用。2008年, V. Sha2tikian等对恒热流条件下的内加肋相变蓄热器进行了数值研究,采用Fluent软件进行了动态数值模拟,结果显示,瞬时相变过程取决于热流、相变材料的蓄热能力和肋片尺寸三个因素。
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