体积占比不同的组合式石蜡相变传热数值模拟

• 作者: 随立言 陈宝明 常钊 罗丹
• 来源期刊: 煤气与热力
• 学科: 工学
• 关键词: 相变材料 石蜡组合式腔体 液相率 熔化时间 温度场 速度场
• 年，卷（期）: 2022,（2）
• 所属期刊栏目: 建筑供暖·空调·通风·热环境|Building Heating,Air Conditioning,Ventilation and Thermal Environment
• 页码范围: 37-42
• 页数: 6页
• 分类号: TK513.5
• 语种: 中文

摘要

石蜡组合式腔体的长、宽、高均为30 mm,内部用两个长30 mm、宽1.5 mm、高30 mm的铜板分割成3个腔体层,每个腔体层填充不同相变温度的石蜡.组合式腔体左壁面为加热面,其余壁面均绝热.在组合式腔体长、宽、高均不变的情况下,通过改变各腔体层的宽度来改变石蜡的体积占比,共设置7种排布方式.排布方式1:各腔体层均填充石蜡RT55,各腔体层体积占比为1∶ 1∶ 1.排布方式2～7:与加热面相邻的腔体层填充石蜡RT55,中间腔体层填充石蜡RT50,最右侧腔体层填充石蜡RT44HC,各腔体层体积占比分别为1∶ 1∶ 1、2∶2∶ 5、2:3:4、1:3:5、3∶ 4∶ 2、4∶ 3∶ 2.采用有限元软件COMSOL Multiphysics建立组合式腔体二维模型,研究不同相变温度的石蜡体积占比对石蜡液相率随熔化时间变化、温度场以及速度场的影响.结果表明:在相同时间内,含多种相变材料的组合式腔体的液相率明显高于单一相变材料.组合式腔体中存在多个固、液共存区,缩短了石蜡熔化时间.方式7的完全熔化时间最短,温度场以及速度场均匀性最好,可以表明,相变温度高的石蜡体积占比越大,组合式腔体石蜡整体熔化时间越短,并且温度场及速度场越均匀.在组合式腔体中,不同相变温度的石蜡的体积占比不同,其熔化时间、温度场以及速度场不同.合理选择相变材料的体积占比可有效缩短石蜡熔化时间,改善温度场及速度场的均匀性.