蓄冷球堆积床动态充冷性能模拟

根据蓄冷球和载冷剂之间的能量平衡,建立了蓄冷球堆积床充冷过程的数理模型。该模型考虑了载冷剂与蓄冷球之间的换热系数变化、载冷剂的导热、相变蓄冷材料的过冷度以及蓄冷球堆积床热损失的影响。采用数值计算方法模拟了蓄冷球堆积床的充冷过程,讨论了载冷剂入口温度、初始温度和流速对充冷过程蓄冷材料温度、载冷剂温度和蓄冰率的影响。     

分离式螺旋热管蓄冰过程动态特性模拟

在提出分离式螺旋热管蓄冷空调系统的基础上,建立了螺旋热管蒸发段蓄冰过程的理论模型,分析了单位时间内管外结冰厚度、管外冰层厚度、蓄冰率、单位时间蓄冷量以及系统总蓄冷量随时间的变化关系,并对三种不同管径的螺旋热管的蓄冰特性进行了分析研究,研究结果表明在螺旋热管曲率半径相同的条件下,增大管径可以提高系统的单位时间蓄冷量。     

微重力下套管式蓄冰器的充释冷特性分析

提出了一种可用于航天器热控系统的套管式蓄冰装置,采用热焓法对蓄冷装置的充释冷特性进行了数值模拟,给出了蓄冰装置在充释冷过程中蓄冷介质温度、结融冰厚度和对应充释冷功率随时间的变化,并对不同参数下的计算结果进行了分析比较,可为蓄冷装置的优化设计提供参考。     

单根热管蓄冰研究

从技术角度研究和探讨了热管做为冰蓄冷装置的适用性,建立了单根热管蓄冰过程的数学模型,提出了蒸发段与冷凝段的长度配比;进行了一系列的实验,得到了不同工况下蓄冰厚度与时间之间的关系;结果表明热管蓄冰装置有着非常良好的蓄冰性能,为热管冰蓄冷装置的推广应用,提供整个装置的最优配置模式参数及强有力的理论依据及实验支撑。     

分离式螺旋热管在蓄冷系统的换热特性分析

阐述了分离式螺旋热管的换热特性,并提出了将螺旋热管应用于蓄冷系统的新方案。建立了分离式螺旋热管的换热模型,分析了热流密度、充液率以及几何尺寸对螺旋热管管内换热的影响,为螺旋热管结构的优化以及在蓄冷系统的应用提供了理论依据。     

蓄冷球堆积床动态放冷性能研究

根据蓄冷球和载冷剂之间的能量平衡,并考虑载冷剂与蓄冷球之间的换热系数变化、载冷剂的导热、蓄冷球堆积床热损失的影响,建立了蓄冷球堆积床放冷过程的数理模型。采用数值计算方法模拟了蓄冷球堆积床的放冷过程,并讨论载冷剂流速、载冷剂入口温度以及堆积床孔隙率对放冷过程中载冷剂出口温度和放冷量的影响。     

分离式螺旋热管管外融冰放冷特性分析

在提出分离式螺旋热管蓄冷空调系统的基础上,建立了螺旋热管管外融冰放冷过程的理论模型;分析了蓄冷桶内融冰量及放冷量随时间的变化关系。研究结果表明,在蓄冷桶进口水温一定的情况下,外融冰的循环水流量越大,其融冰放冷过程就越快;在外融冰循环水流量一定的情况下,放冷过程随蓄冷桶进口水温的升高而加快。     

新型内嵌式热管流型演化与传热特性实验研究

本文面向电蓄热采暖应用设计了一种新型内嵌式热管,通过可视化和传热实验研究了充液率在5%至70%之间变化时热管内部的流型演化规律和传热特性。根据流型演化过程可以将充液率分为小、中、大三个类别。小充液率时,热管内部出现间歇剧烈沸腾过程;中等充液率时,热管内部出现持续沸腾现象,冷凝段受到搅混流的周期性冲刷;大充液率时,气液混合工质在绝热段往复振荡,冷凝段始终存在液态工质。对于充液高度小于加热段高度和充液高度大于加热段高度两种情况,随着充液率的增大,热阻均先降低后升高,但充液高度大于加热段高度时的热阻普遍大于充液高度小于加热段高度时的热阻。10%充液率时热阻最小,80 W加热功率时约为0.017℃/W,此时蒸发段为持续薄液膜蒸发传热,冷凝段为周期性扰动冷凝和强制对流耦合传热。     

以R600A为工质的分离式热管的实验研究

对分离式热管的整体热量传递特性进行了实验研究。以蛇形翅片管作为冷凝段和蒸发段进行热管实验,探讨了蒸发器进风面风温及分离式热管蒸发器与冷凝器之间高度差、工质充注量对分离式热管的影响。实验表明,随着蒸发器进风温度的升高,蒸发器与冷凝器换热系数都是呈现先增大后减小的趋势。在冷凝端进风温度恒定为16.55℃、蒸发端进风温度低于60℃时,以R600A为工质的分离式热管的传热量曲线近似于二次曲线,蒸发端进风温度高于60℃时,其传热量曲线近似于一条直线。加大充液率及增加蒸发器与冷凝器的高度差,分离式热管的传热能力均会得到提高。     

冷藏陈列柜相变蓄冷搁架的强化传热特性研究

为了降低冷藏陈列柜在融霜过程中食品温度的上升和改善柜内温度场分布,设计了带有相变蓄冷材料的热管型搁架,研究其传热性能。结果发现:热管改善了蓄冷搁架前后方向的传热性能,但左右两侧温度分布不均匀。针对此问题提出了在蓄冷搁架内添加肋片进行强化传热,研究结果表明:在蓄冷搁架中添加肋片可以使搁架温度场均匀性得到改善,显著提高蓄冷搁架的蓄冷速率。     

球形堆积床蓄冷空调系统实验性能研究

文中对球形堆积床蓄冷空调系统的蓄冷和放冷特性进行实验研究。在实验过程中,测量堆积床内流体温度、蓄冷时蒸发器进出口温度、放冷时换热器进出口温度以及室内机组进风和出风温度。通过测量的数据,得出蓄冷和放冷过程中的蓄冷、放冷速率和蓄冷、放冷量随时间的变化。在放冷时,出风温度稳定在16℃。因此,该系统可以用于空调系统的蓄冷和放冷过程,既有利于电力负荷"移峰填谷",又能满足室内温度调节的需求。     

热管式相变蓄热换热器储/放能过程中传热特性的实验研究

将热管作为换热元件应用于相变蓄热系统中,研制了一套热管式相变蓄热换热器。采用石蜡作为蓄热材料,对其储、放能过程即内部石蜡的融化与凝固过程进行了实验研究。测定了储、放能过程中不同时刻换热器内石蜡的温度分布; 改变供、取热流体参数,分析了供/取热流体的入口温度与流量对换热器储/放能过程的影响;分析了储、放能过程中能量随时间的变化情况。结果表明,热管在本换热器内极好地发挥了换热元件的作用,换热器运行状况良好,各项功能均能较好地实现。     

Experimental study on the heat transfer characteristics of a new type flat micro heat pipe heat exchanger with latent heat thermal energy storage

An experimental energy storage system has been designed using a new type flat micro heat pipe heat exchanger that incorporates a moderate-temperature phase change material paraffin with a melting point of 58°C. The basic structure, working principles, and design concept are discussed. The heat transfer process during the charging and discharging of the heat exchanger under various operating conditions has been experimentally investigated. Results show that the performance of the new type flat micro heat pipe was steady and efficient during charging and discharging. The average thermal storage power and absorption efficiency have been determined to be approximately 537 W and 92.5%, respectively.     

Effect of storage medium on thermal properties of packed beds

The present paper is concerned with studying the effects of storage medium properties on the thermal behaviour of packed beds during charging. A transient one-dimensional two-phase model is used to describe the temperature fields in the air and solid media constituting the bed. The numerical solution of the resulting two-coupled partial differential equations is obtained, and the variation of thermal energy stored with time is computed. Solutions are obtained for a wide range of storage media (the solid phase) properties, namely density, thermal conductivity and specific heat. The results show that increasing either the density or specific heat increases the rate and capacity of energy storage, and decreases the rate of temperature rise throughout the storage medium. On the other hand, increasing the thermal conductivity is found to markedly increase the rate of temperature rise and energy stored inside the bed up to a certain time during charging, beyond which this trend completely reverses. In addition, the thermal storage properties of aluminum, steel and rock-packed beds are computed and compared.     

分离式热管换热器传热特性的实验研究

本文在自行设计分离式热管实验装置的基础上,对其传热特性进行了实验研究。其工作温度为170～250℃,热流密度为25～50 kW/m~2。蒸发段和冷凝段构成相同,均是由7根直径30 mm的无缝钢管短管束组成,管长为160 mm,带有紧套的钢帛环形肋片结构尺寸为:外径45 mm、厚1 mm、片间距4 mm。实验结果表明,在本实验条件下,分离式热管的最佳充液率按管束总容量计为18%～38%。根据实验结果拟合了最佳充液率(24%)下蒸发段内部平均沸腾换热系数和冷凝段内部凝结换热努塞尔数综合关系式。