盤(pán)管冰蓄冷裝置蓄冷特性的數(shù)值模擬分析.pdf

1、近年來(lái)，現(xiàn)代化建筑中空調(diào)用電量巨大，占建筑物總用電量的50％?？照{(diào)不僅耗電大，而且其冷負(fù)荷高峰時(shí)間與城市用電尖峰期相吻合，加劇了峰谷供電的不平衡和供電不足的矛盾，而蓄冷式空調(diào)系統(tǒng)能較好的解決這一問(wèn)題。為了滿足家用蓄冷空調(diào)的要求，因此小型冰蓄冷空調(diào)系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生，然而國(guó)內(nèi)外對(duì)小型冰蓄冷蓄、融冰的研究處于正在成熟階段，因此，本文利用數(shù)學(xué)模型來(lái)進(jìn)一步研究小型冰蓄冷空調(diào)系統(tǒng)的蓄冰特性。 蓄冰過(guò)程中，管子內(nèi)外存在復(fù)雜的相變過(guò)程，即管內(nèi)汽化相

2、變過(guò)程和管外凝固相變過(guò)程，本文僅考慮管外的凝固相變過(guò)程。文中以蓄冰槽內(nèi)的某一直管段和管段截面作為研究對(duì)象，建立了直接蒸發(fā)式盤(pán)管結(jié)冰過(guò)程的數(shù)學(xué)模型，運(yùn)用FLUENT模擬軟件對(duì)六組不同蒸發(fā)溫度和不同初始水溫的工況進(jìn)行二維數(shù)值模擬。針對(duì)研究對(duì)象的具體特點(diǎn)，經(jīng)過(guò)反復(fù)試算確定出網(wǎng)格劃分的步長(zhǎng)為1mm，對(duì)存在冰水兩相狀態(tài)的直管段及管段截面進(jìn)行模擬，采用多相流中的VOF模型及界面追蹤法進(jìn)行模擬計(jì)算。 在建成數(shù)理模型之后便開(kāi)始進(jìn)行數(shù)值模擬，在此

3、數(shù)值模型的指導(dǎo)下設(shè)計(jì)完成蓄冰周期為3h的蓄冰過(guò)程，模擬出蒸發(fā)溫度分別為-5℃，-10℃，-15℃和初始溫度分別為10℃和15℃的六種工況下的蓄冰過(guò)程，并且模擬計(jì)算出蓄冰槽內(nèi)溫度分布、管外冰層厚度、蓄冰率以及蓄冰量隨蓄冰時(shí)間的變化規(guī)律。 通過(guò)對(duì)模擬結(jié)果分析研究，得出盤(pán)管外融冰系統(tǒng)的蓄冰特性規(guī)律，即蓄冰過(guò)程可以大體分為顯熱快速蓄冷階段、潛熱快速蓄冷階段及潛熱慢速蓄冷階段。蓄冷量代表顯熱蓄冷和潛熱蓄冷的總和，得出整個(gè)蓄冰過(guò)程的變化規(guī)律