相變儲熱裝置傳熱強化的實驗研究.pdf

1、本文在已有理論和研究的基礎(chǔ)上，就如何提高相變儲熱裝置的傳熱性能進行了探討。首先，對儲熱及相變儲熱的應(yīng)用做了介紹，同時對不同種相變儲熱的方式進行了介紹比較，指出固-液相變儲熱具有廣泛的開發(fā)應(yīng)用前景。并在對多種相變材料做全面比較以及DSC分析的基礎(chǔ)上，確定選用北京化學試劑公司提供的硬脂酸(C18H36O2)作為本文的相變材料(PCM)，其熔點(相變溫度)適中，相變潛熱較大，這些特性使其成為一種中常溫相變儲熱裝置中理想的相變儲熱介質(zhì)。

2、 選定了相變材料后，本文通過對多種強化相變儲熱裝置傳熱特性方式比較分析的基礎(chǔ)上，確定了以添加肋片的方式作為本文中強化相變儲熱裝置換熱特性的主要的方式，并將其作為本實驗的主要研究對象。為此，本文設(shè)計了三種不同形狀的肋片，分別為圓形肋片、縱形肋片和螺旋形肋片。在選定相變材料和強化方式后，本文搭建了強化相變儲熱系統(tǒng)換熱性能實驗臺。該實驗臺由相變儲熱系統(tǒng)和三個輔助系統(tǒng)組成，相變儲熱系統(tǒng)是一個不銹鋼封閉圓筒腔體。三個輔助系統(tǒng)分別為：水路系統(tǒng)，電加

3、熱系統(tǒng)和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。實驗分為相變儲熱系統(tǒng)的儲熱和釋熱過程，即相變材料的融化實驗和相變材料的凝固實驗。在儲熱和釋熱實驗中，通過測定在相同的加熱功率、相同的冷卻水溫度和流量時，在相變儲熱系統(tǒng)中不加肋片，加入肋片、加入不同形狀肋片相變儲熱系統(tǒng)中沿徑向不同位置處溫度隨時間的變化，得出加入肋片后使得相變儲熱系統(tǒng)徑向溫度分布均勻，換熱得到強化的結(jié)論。同時，本文還通過改變加熱功率，以及冷卻水溫和雷諾數(shù)(Re)的大量實驗得出：在儲熱實驗中，隨著加熱功