太阳能蓄热水箱结构优化及储放热性能分析

作     者：耿直 张梦琼 鲁向武 张贺磊 张丽娜 王剑利 石天庆 刘媛媛 张斌 顾煜炯 GENG Zhi;ZHANG Mengqiong;LU Xiangwu;ZHANG Helei;ZHANG Lina;WANG Jianli;SHI Tianqing;LIU Yuanyuan;ZHANG Bin;GU Yujiong

作者机构：郑州航空工业管理学院航空发动机学院河南郑州450046 华电郑州机械设计研究院有限公司河南郑州450046 清华大学能源与动力工程系北京100084 华北电力大学国家火力发电工程技术研究中心北京102206 

基　　金：河南省科技攻关资助项目(212102210009) 河南省青年人才托举工程资助项目(2022HYTP021) 河南省土木建筑学会科技指导计划资助项目(202102) 中国华电集团重点科技资助项目(CHDKJ22-01-23) 教育部教指委高等学校能源动力类教学研究与实践资助项目(NSJZW2021Y-99) 

出 版 物：《热力发电》 (Thermal Power Generation)

年 卷 期：2023年第52卷第2期

页      码：64-72页

摘      要：显热储热是解决太阳能热利用中不稳定与波动性的一种有效方式。以常见水介质作为显热储能的媒介材料,采取蓄热罐体装置实现太阳能的储放热应用。初选水箱基本形状为圆柱形,对罐底进行锥形结构优化,探究了圆锥底角分别为40°、45°、50°3类工况下蓄热水箱的各自蓄热变化特性。利用Fluent数值软件,基于非稳态层流换热模型,对蓄热装置的体平均温度变化和体最大温度变化等进行了模拟研究。结果表明,当圆锥底角为50°时,蓄热水箱整体充放热性能较优,且该参数下蓄热水箱体平均温度为308.612 K时,比圆锥底角为40°与45°的蓄热水箱体平均温度分别高出0.202%与0.053%。在此基础上,进一步分析了50°蓄热水箱的储热与放热动态变化规律,研究了蓄热水箱内部储、放水过程中各自体积分数、速度场等关键指标的分布特性。该研究可为太阳能蓄热系统的优化设计与工程化应用提供一定参考。

主 题 词：太阳能 蓄热水箱 结构优化 储热 热力分析 数值模拟 

学科分类：080703[080703] 08[工学] 0807[工学-电子信息类] 

核心收录：

D　O　I：10.19666/j.rlfd.202210257

馆 藏 号：203118201...