相变材料在含翅片球形容器内的约束熔化传热过程

• 作者: 俞自涛 施松鹤 朱子钦 肖胜蓝 范利武 陆海
• 来源期刊: 科学通报
• 关键词: 相变材料 储热 球形容器 翅片 约束熔化 强化传热
• 年，卷（期）: 2015,（12）
• 所属期刊栏目: 工程热物理
• 页码范围: 1125-1131
• 页数: 7页
• 语种: 中文
• DOI: 10.1360/N972014-01216

摘要

为了定量评估翅片对球形容器内相变材料储热性能的影响,本文采用数值模拟与试验相结合的方法研究了等温加热条件下添加不同高度环形翅片时球形容器内的约束熔化传热过程.数值模拟中采用焓模型描述相变过程,并利用有限容积法求解控制方程.与可视化试验结果的对比表明,该方法可以较好地预测熔化过程中固液相界面的演化趋势.通过对数值模拟得到的熔化过程中自然对流流形和温度场的分析可以发现,添加环形翅片不仅起到了增强导热的作用,还能够强化翅片附近特定区域的自然对流传热.在本文所研究的工况下,添加高度与球体半径之比为0.25,0.50和0.75的翅片可以使总熔化时间分别减少约10.6％,20.2％和28.7％,显著加快了球形容器的储热速率.