传热强化与优化对于相变材料 (PCM) 储热设计至关重要。本文对填料床 PCM 储热单元设计的性能优势进行了比较分析,并对填料床单元关键几何参数的影响进行了数值研究。以六边形圆形结构优化后的管壳式设计作为比较的基准。研究发现,床层与 PCM 胶囊直径比 D / d 存在阈值,超过该阈值时,填料床的有效储能容量将高于最佳管壳式单元。D / d 的阈值可以与传热流体的表观速度定量关联,为定制设计填料床 PCM 储热系统提供了途径。总之,研究发现,填料床单元由于其较大的表面积体积比而具有优势,尤其是在大规模应用中。本研究提出了一种基于数值分析的框架来设计填料床 PCM 存储单元,并与管壳式单元进行比较,以便可以在特定的几何和操作条件下选择合适的 PCM 热存储设计类型。
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