相变储冷凝胶在管翅式储冷器中传热特性的研究

作     者：谭振炜 李沐 李传常 TAN Zhenwei;LI Mu;LI Chuanchang

作者机构：长沙理工大学能源与动力工程学院 长沙理工大学电网防灾减灾全国重点实验室湖南长沙410114 

出 版 物：《储能科学与技术》 (Energy Storage Science and Technology)

年 卷 期：2023年第12卷第12期

页      面：3740-3748页

核心收录：

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] 

基　　金：国家自然科学基金项目(52274252) 湖南省重点研发计划(2022GK2048,2023NK2032) 湖南省湖湘青年英才(2020RC3038) 长沙市杰出创新青年培养计划(kq1802007) 

主　　题：冷链运输 相变储冷 自然对流 数值模拟 传热分析 

摘      要：相变储冷凝胶因其良好的稳定性在冷链运输中具有良好的应用前景,但其高黏度、低流动性的特点抑制了相变过程中的自然对流,影响了储冷器的传热性能,从而降低了冷能利用效率。本工作建立了二维管翅式储冷器的CFD模型,基于FLUENT软件的熔化/凝固模型,研究了相变储冷凝胶的流动性对储冷器传热性能的影响;对比了不同结构储冷器充冷效率,定义了无量纲数e表示结构充冷效率,并探究了不同储冷器结构对充冷过程的影响。结果表明,在-5℃冷源充冷下,有自然对流的储冷凝胶相较于无自然对流的储冷凝胶充冷时间缩短12%;在重力场的作用下,不同区域不同时间的储冷凝胶流动性不同,在凝固过程前期以及在储冷器上方的储冷凝胶流速较快且流场范围较大、传热更快;双管结构表现出更高的充冷效率。本研究有助于推动相变储冷器在冷链运输中的应用,并为优化相变储冷器结构提供理论依据。