北京
針對套管式相變儲熱單元儲熱效率較低的問題，從相變材料及翅片結構兩方面進行優化。將石蠟、月桂酸、硬脂酸三種有機相變材料混合，在總體積一定時，改變三種相變材料的體積分數制備混合有機相變材料，選出一種導熱系數最高的組合。然后，將不同質量分數的 Al2O3、Fe2O3、Fe、Cu 納米顆粒與有機相變材料摻雜，制備出多種復合相變儲熱材料。結果表明，添加 1.5%Cu 納米顆粒的復合相變材料導熱系數最高，為 0.374 W/(m K)，與不添加納米 Cu 的樣品相比，導熱系數提高了 14.37%。基于先前學者對套管典型翅片結構的研究分析，將翅片歸納為 4 種基礎形狀：三角形、平行四邊形、矩形、扇形，基于相同工況且翅片體積與儲熱材料體積比相同，換熱邊長相等的前提下，對上述 4 種形狀的傳熱性能進行了數值模擬，發現扇形結構熔化速率較高，因此提出了一種弧形翅片與直翅片組合的結構，針對該翅片結構的儲熱裝置使用 FLUENT 軟件進行了三維數值模擬研究，基于該模型采用無量綱量擬合了熔化時間與斯蒂芬（Ste）數的關系函數。研究結果可為提高相變儲熱單元的儲熱效率提供參考。
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