无水乙醇脉动热管相变蓄放热器放热实验分析

为研究脉动热管在相变蓄放热装置中对放热的强化,设计了一套脉动热管相变蓄放热装置,搭建了试验台。以无水乙醇作为充注工质,充注率为0.5,相变材料采用Ba(OH)_2·8H_2O(八水氢氧化钡),质量4.5 kg,热循环采用底部加热顶部冷却,设定几组工况进行对比实验,发现放热过程中脉动热管的作用非常显著,实验工况下总放热时间由13495 s减小到12665 s,总放热时间减少了830 s,相变潜热放热时间由7300 s减小到5330s相变潜热放热时间减少了1970s,减幅达到27%,冷却水最高温度升高了4℃;发现冷却水初始温度越低潜热放热时间和总放热时间越少,水槽内冷却水最终温度也越低,但冷却水温度不宜过高或者过低,本装置冷却水最佳温度范围为15～20℃;实验中发现增大冷却水流量,总放热时间和相变潜热放热时间都只会微弱减小,冷却流体流量对放热过程影响不大,建议冷却流体的流量为0.1m~3/h。     

储热空间内支撑结构对相变结晶膨胀的影响

相变储能技术作为一种特殊的储能技术,可以将能量跨地域、跨时间储存。相变储能材料在蓄放热过程中,温度可以在一定范围内保持恒定不变,并且具有储热密度高、性能稳定、材料来源广泛、适用于各领域等优点,但应用过程中也存在一些比较棘手的问题。本文选取典型的水合盐八水氢氧化钡,针对其膨胀特性进行了实验研究及分析。实验中,在材料储能体系中添加了不同截面、不同材质和不同布置方式的支撑棒,以烧杯破损率和破损时间来量化实验方案的改进特性。通过数据对比可以明显看到,在不同截面对比中,三角形截面支撑棒组的烧杯破损率最低,为40%,时间也较迟,在145 min之后烧杯才开始破损;不同材质下,除去亚克力材质组烧杯破损率在80%,其他金属材质下的烧杯破损率都较低,其中铝组和铜组的破损率分别为10%和0%;在不同布置方式下的降温实验中,除了一点式、两点式之外,其他排布方式下烧杯的破损率均为0%,材料降温速率也较快。最后,基于实验数据的对比,首次对相变材料成核趋向性及膨胀机理进行了分析,为水合盐相关研究及工程设计应用提供了可靠的数据及理论参考。