相变蓄热材料对蓄热水箱分层特性的影响

摘要

为了研究相变蓄热材料对水箱热力学特性的影响,提出采用中低温相变材料三水合醋酸钠作为蓄热材料的立式太阳能相变蓄热水箱,研究在初始水温80℃、进水温度5℃的工况下的相变蓄热水箱的热力学特性,并基于ANSYS软件,建立了该水箱的数学模型,得到了释热过程中蓄热水箱的温度分布图。采用理查德森数分析法、混合数分析法以及填充效率分析法,综合对比和分析了相变蓄热球在水箱中的不同位置和相变蓄热水箱在进水流量分别为1,3,5,7,9 L/min时的热分层特性。结果表明,随着释热过程的进行,入口流量越小,热分层效果越好。PCM4,PCM3,PCM2和PCM1中等温面(303.15 K)和等温面(348.15 K)的间距分别为9.28,10.52,11.13,11.75 cm,表明蓄热水箱内冷热水的混合程度随着相变蓄热球位置升高而加强,即相变蓄热球越靠近蓄热水箱进口,斜温层厚度越小。