含针翅结构的复合相变腔体传热特性.pdfVIP

第12卷第5期新能源进展Vol.12No.5

2024年10月ADVANCESINNEWANDRENEWABLEENERGYOct.2024

文章编号：2095-560X（2024）05-0605-11

含针翅结构的复合相变腔体传热特性*

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仲崇龙，陈宝明，李坤，马超富，李鸿臣

（山东建筑大学热能工程学院，济南250101）

摘要：相变材料具有相变潜热大、热稳定性好等优点，但自身存在导热系数低、换热储能效率低等问题。为改善

相变材料导热系数低的问题，采用数值模拟方法，模拟在石蜡腔体内添加铜针翅的复合相变过程，分析加热面和针

翅在腔体上方、左侧、下方的模拟工况，并且深入探讨不同工况下针翅对石蜡相场、温度场、速度场、融化时间和

储热效果的影响。结果表明：顶部加热和布置针翅会严重抑制自然对流的形成，降低换热效率，延长完全融化时间。

加热面和针翅布置于方腔底部时，明显改善了方腔内液相石蜡的分布，使得热量更加均匀地分布在整个腔体中，对

相变材料的融化促进效果最优。完全融化时间比纯石蜡融化缩短了63.7%，储热速率达到了16.55W，是顶部布置

加热面和加热针翅的6.84倍。

关键词：针翅；相变；数值模拟；储热速率

中图分类号：TK02；TK33DOI：10.3969/j.issn.2095-560X.2024.05.012

文献标志码：ACSTR：32236.14.issn.2095-560X.2024.05.012

HeatTransferCharacteristicsofCompositePhase-ChangeCavitieswith

Needle-FinStructure

†

ZHONGChonglong,CHENBaoming,LIKun,MAChaofu,LIHongchen

(SchoolofThermalEngineering,ShandongJianzhuUniversity,Jinan250101,China)

Abstract:Phasechangematerialshavetheadvantagesoflargelatentheatforphasechangeandgoodthermalstability.

However,theyalsopresentchallengessuchaspoorthermalconductivityandlowheattransfer,andenergystorageefficiency.

Toaddresstheissueoflowthermalconductivityinphasechangematerials,thispaperemploysnumericalsimulationto

investigatethecompositephasechangeprocessbyaddingcopperneedlefinstotheparaffincavity.Ita