针翅管式相变蓄能设备蓄热放热性能的数值模拟

摘要

针对针翅管式相变蓄热装置的特点,建立三维针翅管相变传热过程的物理模型和数学模型,采用有限容积法,并结合"焓-多孔度"技术,数值模拟了相变材料在三维针翅管结构中融化和凝固的瞬态传热过程.揭示了相变材料固化过程界面移动规律,并与光管传热性能进行对比,研究表明:针翅管的换热性能远强于光管,且随着针翅高度、宽度、厚度以及每圈针翅数目的增加随着针翅高度、宽度、厚度以及每圈针翅数目的增加蓄热介质完成相变过程所需要的时间均有不同程度的减少,且翅高对强化换热影响最大,翅厚影响最小.模拟与Sparrow试验吻合很好.为优化蓄热器设计参数提高换热效率提供一定的理论依据.