| 太阳能相变蓄热炕的实验及数值模拟研究 |
| |
| 引用本文： | 李晓杰,罗清海,李光辉,龙正熠,涂敏,邓滔文.太阳能相变蓄热炕的实验及数值模拟研究[J].南华大学学报(自然科学版),2024(1):10-20, 45. |
| |
| 作者姓名： | 李晓杰 罗清海 李光辉 龙正熠 涂敏 邓滔文 |
| |
| 作者单位： | 南华大学 土木工程学院,湖南 衡阳 421001 |
| |
| 基金项目： | 国家自然科学基金青年科学基金项目(51708272) |
| |
| 摘 要： | 为实现太阳能相变蓄热炕的快速升温,采用毛细管网及配置高导热复合相变材料来提高炕体的热响应时间,通过数值模拟与实验研究相结合的方法对炕体的热工性能进行研究。本文首先对比不同熔点石蜡的差示扫描量热(differential scanning calorimetry,DSC)曲线,选取35#石蜡作为研究对象,采用熔融混合法制备不同配比的石蜡-膨胀石墨复合定形相变材料;并通过渗漏测试确定最佳配比。实验表明:当膨胀石墨质量分数为8%时,复合定形相变材料渗漏率较低,为兼顾储热、导热性能的最佳配比。将石蜡复合相变材料应用于太阳能相变蓄热炕,通过计算流体动力学(computational fluid dynamics,CFD)建立三维非稳态传热模型,对炕体进行24 h供热模拟设计;模拟表明:太阳能相变蓄热炕在昼间垫面温度达到24.2 ℃,夜间垫面温度达到30.2 ℃。通过Trnsys(transient system simulation program)软件对组合式系统进行运行模拟发现:组合系统均可达到设计的45 ℃及以上;另外,组合式系统全年节电量为2 974.7 kW·h,或节省标准煤469.9 kg,或减少二氧化碳1 240.5 kg、一氧化碳70.9 kg、PM106.8 kg等,节能减排量显著。
|
| 关 键 词： | 石蜡-膨胀石墨复合定形相变材料 太阳能相变蓄热炕 热响应时间 数值模拟 |
| 收稿时间： | 2023/8/29 0:00:00 |
Experimental and Numerical Simulation Research on Solar Phase Change Heat Storage Kang |
| |
| LI Xiaojie,LUO Qinghai,LI Guanghui,LONG Zhengyi,TU Min,DENG Taowen.Experimental and Numerical Simulation Research on Solar Phase Change Heat Storage Kang[J].Journal of Nanhua University:Science and Technology,2024(1):10-20, 45. |
| |
| Authors: | LI Xiaojie LUO Qinghai LI Guanghui LONG Zhengyi TU Min DENG Taowen |
| |
| Institution: | School of Civil Engineering, University of South China, Hengyang, Hunan 421001, China |
| |
| Abstract: | |
| |
| Keywords: | Paraffin wax-expanded graphite composite shaped phase change material solar phase change heat storage Kang thermal response time numerical simulation |
|
| 点击此处可从《南华大学学报(自然科学版)》浏览原始摘要信息 |
| 点击此处可从《南华大学学报(自然科学版)》下载免费的PDF全文 |
|
