金属泡沫内石蜡固液相变蓄热/放热实验

• 作者: 杜昭 阳康 舒高 韦攀 杨肖虎
• 来源期刊: 储能科学与技术
• 学科: 工学
• 关键词: 蓄热放热 金属泡沫 蓄热流体温度 相界面 温度变化
• 年，卷（期）: 2022,（2）
• 所属期刊栏目: 储能材料与器件|Energy Storage Materials and Devices
• 页码范围: 531-537
• 页数: 7页
• 分类号: TK124
• 语种: 中文
• DOI: 10.19799/j.cnki.2095-4239.2021.0422

摘要

针对解决太阳能热利用过程中所面临的辐射强度不稳定、不连续和不均匀等关键问题,相变蓄热技术常与太阳能热利用系统耦合协同匹配,以实现稳定连续的热量输出.为了强化固液相变蓄热/放热过程、提高系统热储能效率,对金属泡沫内石蜡类相变材料(PCMs)在不同蓄热流体温度下的固液相变蓄热/放热特性开展了实验研究.设计并搭建了相界面可视化的蓄热/放热实验系统,实验过程中使用高清相机对相变过程中的相界面变化进行了记录.同时,通过在蓄热单元内部布置多个热电偶测点,对蓄热/放热过程中的温度变化规律进行了探究.实验结果表明,受自然对流影响,熔化过程中相界面由上至下变化;而凝固过程中由于初始时蓄热单元下部温度较低且存在自然对流,此时相界面自下而上变化.蓄热流体温度越高,熔化所需时间越短,与蓄热流体温度为65℃的工况相比,蓄热流体温度为85℃、80℃、75℃、70℃工况的完全熔化时间分别减少了56.0％、46.7％、15.4％和26.7％.当采用不同温度的流体进行蓄热工况时,相变材料内部温度呈现出具有明显差别的温升规律.尽管如此,当采用相同温度的换热流体进行放热工况时,相变材料的放热温度仍趋于一致.