高温相变蓄热电锅炉结构优化与数值模拟

作     者：唐志伟 胡梦迪 张学峰 周燕昭 鲁思宏 TANG Zhiwei;HU Mengdi;ZHANG Xuefeng;ZHOU Yanzhao;LU Sihong

作者机构：北京工业大学环境与能源工程学院北京100124 北京工业大学传热强化与过程节能教育部重点实验室北京100124 

出 版 物：《北京工业大学学报》 (Journal of Beijing University of Technology)

年 卷 期：2019年第45卷第12期

页      面：1261-1268页

学科分类：080702[工学-热能工程] 08[工学] 0807[工学-动力工程及工程热物理] 080502[工学-材料学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 

基　　金：国家自然科学基金资助项目(51638001) 

主　　题：高温相变 固体蓄热 电热锅炉 结构优化 强化传热 数值计算 

摘      要：对高温相变蓄热式电锅炉内蓄热模块的结构进行优化,首先根据供暖热负荷需求对高温相变蓄热式电锅炉进行了相关设计计算,在蓄热式电锅炉供热功率确定的情况下,选用合理的高温相变蓄热材料及电加热元件.在这些条件完全相同的情况下,采用FLUENT模拟研究了平板型与锯齿型蓄热板采用2种不同布置方式的蓄热效果,通过比较4种不同模型中监测点的温度变化、不同结构的模型完成蓄热所需的时间及高温相变蓄热材料的液相率,得到:1)分流通道的布置方式更优于蛇形通道,除显热储热阶段提前完成外,相变储热阶段也缩小0.22h;2)锯齿型蓄热板的换热效果要优于平板型蓄热板,在蓄热板布置方式相同的情况下,相变储热阶段提前0.20 h完成;3)锯齿板分流通道(模型(d))蓄热模块的蓄热效果是较优的,其在布置方式及换热板的形貌上都得到优化,使得传热速率不仅加快,潜热储热时间也大大缩短,在相同的加热时间,得以储存更多的热量,避免了平板蛇形通道蓄热模块(模型(a))储热不完全的缺陷.