基于理论的相变储能换热器传热性能分析

周鑫晨(),章学来*(),陈跃,刘璐

上海海事大学蓄冷技术研究所, 上海 201306

收稿日期:2019-04-09出版日期:2019-10-20发布日期:2019-10-18
通讯作者:章学来E-mail:zhouxinchenaria@sina.com;xlzhang@shmtu.edu.cn
作者简介:周鑫晨(1995—)，男，浙江舟山人，硕士研究生，主要研究方向为相变储能技术、脉动热管强化蓄热传热技术. E-mail：zhouxinchenaria@sina.com
基金资助:上海市教委重点项目(12ZZ154)

Heat transfer performance analysis of phase change energy storage heat exchanger based on entransy theory

Xinchen ZHOU(),Xuelai ZHANG*(),Yue CHEN,Lu LIU

Institute of Cool Storage Technology, Shanghai Maritime University, Shanghai 201306, China

Received:2019-04-09Online:2019-10-20Published:2019-10-18
Contact:Xuelai ZHANG E-mail:zhouxinchenaria@sina.com;xlzhang@shmtu.edu.cn

Supported by:上海市教委重点项目(12ZZ154)

摘要/Abstract

摘要： 在理论成功应用于常规换热器的基础上,将传递效率、耗散数及基于耗散的换热器热阻应用于相变储能换热器的传热性能分析中。定义广义耗散率并由此推导出相变储能换热器蓄热、放热及总过程的传递效率及其瞬时值。确定耗散数及基于耗散的换热器热阻计算中换热量的取法。选取一种相变储能装置作为分析对象,通过理论分析绘制各主要部分温度变化趋势,进一步简化得到硅油、水的出口温度表达式,作为算例分析基础。结果表明, 传递效率的应用范围最广,可用于计算相变储能换热器蓄热、放热及总过程的(瞬时)不可逆热损失,且评价结果与传热性能相符,瞬时传递效率随蓄热时间的增加先增大后不变再增大,随放热时间的增加先减小后不变再减小; 耗散数在蓄热过程和总过程中的评价结果与传递效率一致,瞬时耗散数随蓄热时间的增加先减小后不变再减小,然而在放热过程中的应用受限。基于耗散的换热器热阻的部分评价结果与实际不符,应用限制较大。蓄热过程及总过程中,当蓄热量、取热量与蓄、放热阶段时长同步变化时, 传递效率、耗散数与基于耗散的换热器热阻几乎无变化;当装置传热性能提高时, 传递效率增大, 耗散数减小,基于耗散的换热器热阻减小;放热过程中,设置参数的变化不影响装置传热性能, 传递效率基本无变化。


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