结构参数对管壳式相变储热单元熔化过程性能提升的影响

摘要

针对常规管壳式相变储热单元中热源管道与相变材料之间传热性能差的问题,以竖直放置圆柱形单内管管壳式相变储热单元内部熔化过程中相界面形状为依据,对管壳式相变储热单元结构进行改进,采用数值模拟对基准管壳式相变储热单元和优化结构单元中相变材料带自然对流的熔化过程进行研究,讨论相界面、温度场和速度场的演化过程,比较不同结构单元中平均液相分数和平均速度随时间的变化趋势,分析表征储热单元传热性能的相变材料完全熔化时间.研究结果表明:优化的管壳式相变储热单元外壳形状可增强自然对流作用,提高储热单元的传热性能,加快相变材料的熔化速率;与基准结构中的相变材料熔化时间相比,其完全熔化时间缩短13.6％～38.9％.