螺旋管外相变微胶囊悬浮液换热-蓄热特性提升的影响分析

摘要

为了探究相变微胶囊悬浮液在蓄热器中瞬态自然对流换热及蓄热特性,建立含垂直螺旋盘管的沉浸式蓄热箱的三维数值模型,并通过均一相模型模拟螺旋管外相变微胶囊悬浮液非稳态蓄热过程的温度场、速度场以及换热系数的变化规律,探究微胶囊颗粒质量分数和螺旋管结构对其换热、蓄热特性的影响。研究结果表明:悬浮液蓄热过程具有较高的自然对流换热系数,其换热效果明显比块状纯石蜡固-液相变换热效果好;颗粒质量分数增加虽使自然对流换热性能有所降低,然而相较于基液而言,颗粒质量分数为30%的悬浮液蓄热量提升了约54.4%;当螺旋管节距为0.15 m和弯曲直径为0.20 m时,换热和蓄热性能综合达到最优。