摘要:热交换器是一种用于在两种或多种不同温度、热接触的流体之间传递热能的装置。热交换器广泛应用于不同类型的工业和家庭应用。两种起始温度不同的流体流过热交换器。一种流体流过管(管侧),另一种流体流过管外但在壳体内(壳侧)。挡板放置在壳侧空间,提供壳侧流体的横向流动方向,因此可以实现流体之间更密集的热交换。此外,管束带有挡板,这有助于减少设备的偏转和振动。在目前的研究中,对包含不同方向的扇形挡板的单程、横向流壳管式热交换器进行了实验,以计算一些参数,例如传热速率和压降。壳管式热交换器的设计包括机械设计和热设计。机械设计包括主壳体在内外压降下的设计、管道设计、挡板设计等。热设计包括评估所需的有效表面积、管道数量以及找出对数平均温差。使用有效性 NTU 方法开发了热模型。关键词:管道设计、挡板、压降、对数平均温差、NTU 方法、改变直径、实验、热效率。
摘要:本文概述了使用相变材料 (PCM) 的管壳式系统的实验和数值研究。由于管壳式系统的设计方案多种多样,因此重点介绍双管 (DT)、三管 (TT) 和多管 (MT) 单元。此外,仅考虑单程系统。特别关注传热强化方法。研究结果的分析从对上述三个系统进行分类开始。根据倾斜角度、传热强化方法 (HTE)、传热流体的流动方向 (HTF) 和管束中的管排列对系统进行划分。此外,还提出了具体研究案例的简化方案。然后,按时间顺序讨论了上述每个系统(即 DT、TT 和 MT)的工作。最后,在相应的表格中,列出了所讨论案例的详细信息,例如几何尺寸和所用的 PCM 或 HTF 类型。本研究的创新之处在于将 PCM TESU 精确分类为 DT、TTH 和 MTH。文献中对此有很多自由裁量权。其次,列出并讨论了所介绍的 PCM TESU 中的传热强化方法。第三,提出了所讨论的 PCM TESU 的统一设计解决方案。综述表明,壳管式 TESU 的发展方向包括具有不同形状、高度和间距的高导热翅片的系统、多种 PCM 和改进的壳体。
a 沙特阿拉伯哈伊勒大学工程学院工业工程系;b 伊拉克巴格达巴格达大学能源工程系;c 伊拉克卡尔巴拉瓦里斯安比亚大学工程学院;d 伊朗德黑兰塔比亚特莫达雷斯大学机械工程系;e 伊拉克巴格达法拉希迪大学医疗器械工程系;f 伊拉克巴士拉巴士拉石油天然气大学石油天然气工程系;g 加拿大自然资源部 CanmetENERGY 研究中心,加拿大渥太华;h 英国诺丁汉大学电力电子、机械与控制 (PEMC) 研究组;i 英国曼彻斯特大学工程学院流体与环境系曼彻斯特 CFD 团队
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。
玻尔兹曼方法 Oussama El Mhamdi (1) *、Soumia Addakiri (1)、ElAlami Semma (1)、Mustapha El Alami (2) (1) 摩洛哥塞塔特 FST 哈桑第一大学工程工业管理与创新实验室 (2) 摩洛哥卡萨布兰卡哈桑二世大学 Ain Chok 科学学院物理系 LPMMAT 实验室 *通讯作者:电子邮件:oussama.elmhamdi@gmail.com 关键词:格子玻尔兹曼方法、相变材料、热能存储、管壳式热交换器 摘要 热能存储 (TES) 系统在许多工程应用中备受青睐,因为它能够克服能源供应和能源需求之间的不匹配。TES 可用于储存热化学热、显热、潜热或这些热的组合。在这三种形式中,潜热热能存储 (LHTES) 近年来的重要性日益增加,成为传统系统的有前途的替代方案。这些系统使用相变材料 (PCM),采用简单或级联配置,存储熔化潜热(充电过程)并在凝固过程中释放(放电过程)。在 LHTES 系统的不同配置中,管壳式热交换器代表了高温 PCM 中一种有前途且简单的设计。在本文中,我们提出了一项涉及管壳式热交换器的新数值研究,以评估热存储现象。使用格子波尔兹曼方法提供了案例研究和数值结果。
摘要:壳管式潜热储能装置采用相变材料在几乎恒定的温度下储存和释放热量,具有高传热效率以及高充电/放电功率。尽管许多研究已经通过模拟和实验研究调查了材料配方、传热,但专门针对储能装置设计方法的研究却非常有限。本研究提出了一种综合方法,包括使用多属性决策和多目标决策工具进行材料评估、epsilon-NTU 方法以及使用遗传算法进行成本最小化。该方法通过一系列实验结果得到验证,并应用于太阳能吸收式制冷机应用的储能装置的优化。据报道,单位成本低至 8396 美元/单位,功率为 1.42 千瓦。该方法被证明是一种高效、可靠且系统的工具,可在进行计算流体动力学或详细实验研究之前完成壳管式 LHTES 的初步设计。
摘要:在法国格勒诺布尔建设新生态社区的框架内,正在建设一个创新的城市供热网络,旨在将低温变电站(47°C - 72°C)、200m² 太阳能热场、180kWh 相变材料 (PCM) 储热装置(基于管壳组件)和智能管理系统结合在一起。本文重点介绍城市供热网络 PCM 存储组件的设计和初步运行。设计简要介绍,重点介绍仪器、PCM 特性以及管壳式热交换器的热工水力特性。还介绍了针对不同功率(20kW、40kW、55kW、75kW、100kW)和入口温度(80°C、85°C)分析的充电循环,以及仅针对不同功率(25kW、40kW)分析的放电循环。该分析的结果用于确定系统的存储密度,在 56°C - 85°C 的温度范围内(不考虑绝缘),存储密度为 45kWh/m 3 (单个 PCM 为 69.7kWh/m 3 )。
1-D PCM 棒的横截面积,[m 2 ] 比热,[J kgK ⁄ ] 运行成本,[$ yr ⁄ ] 电价,[$ kWhr ⁄ ] 管材成本,[$ kg ⁄ ] PCM 材料成本,[$ kg ⁄ ] 管内传热系数,[W m 2 K ⁄ ] 总时间步数 电导率,[W mK ⁄ ] 管总长度,[m ] 平准化能源成本,[$ MWh ⁄ ] PCM 潜能,[kJ kg ⁄ ] 径向网格数 管长网格数 努塞尔特数 普朗特数 传热速率,[W] 传热速率,[W] HTF 总质量流速,[kg s ⁄ ] 环内半径,[m] 环状几何中的移动凝固前沿,[m]环形圆柱体 PCM 的热阻,[ m ] 圆柱体 PCM 内的热阻,[ KW ⁄ ] 导热流体内的热阻,[ KW ⁄ ] 雷诺数 温度,[ ℃ ] 边界冷却温度,[ ℃ ] 相变材料熔化温度,[ ℃ ] 管与圆柱体 PCM 之间的界面温度,[ ℃ ] 管内导热流体的速度,[ ms ⁄ ] 管壁厚度,[ mm ] 壳体厚度,[ mm ] 一维 PCM 棒的长度,[ m ] 每天运行小时数,[ hr ] 凝固时间,[ hr ] 移动凝固前沿,[ m ] 设备总寿命,[ yr ] 环形圆柱体 PCM 的轴长,[ m ] 两个坐标系之间的凝固前沿比率 密度,[ kg m 3 ⁄ ] 粘度,[ Pa ∙s ] 潜能储存系统的有效性矩形几何结构显热能分数因子 圆柱形几何结构显热能分数因子 差值或增量步长 泵效率
真空管 1103 真空管中大多数都是三极管。三极管包含一个灯丝,灯丝由通过它的电流加热,并放置在靠近“阴极”的位置,阴极反过来变热,导致电子从阴极表面的稀土涂层发射出来。带负电的电子被吸引到周围带正电的阳极或“板”。当在阴极和板之间放置一个称为“网格”的细网时,它充当控制元件。网格上的负电压可以大大减少流向板的电流。通常向板上施加约 100 到 200 伏电压,网格上的约 -20 伏电压可以切断管电流。一个管壳中包含两个三极管,这一对可以构成一个触发器。一个触发器,存储一个信息位,可以设置为“一”,清除为“零”,或切换,即,改变为相反状态。后一个功能在某些逻辑和算术运算中非常方便。电容器将触发器的状态存储一小段时间,因此它不会因单个输入脉冲而切换两次。另一个三极管通常连接到每个触发器输出作为“阴极跟随器”(带有
容量 (Eurovent) 制冷 kW 247.0 275.0 301.5 327.0 标称输入 (Eurovent) 制冷 kW 79.2 87.3 94.2 103.8 容量级数 % 12.5 - 100 EER 3.12 3.15 3.2 3.15 ESEER 3.99 3.89 4.01 4.04 尺寸 高 x 宽 x 深 mm 2,340x2,235x3,140 2,340x2,235x4,040 重量 机器重量 kg 2,866 3,186 3,286 3,366 运行重量 kg 2,959 3,299 3,399 3,530 水热交换器蒸发器类型管壳式水量 l 93 113 164 水流量 最小 l/min 373 489 495 537 标称 l/min 708 788 864 937 最大 l/min 1,180 1,546 1,565 1,697 标称水压降 冷却 kPa 36.0 26.0 30.5 空气热交换器 类型 槽管和 ALU 涂层百叶窗翅片 风扇 标称空气流量 m³/min 1,338 1,836 1,782 速度 rpm 900 压缩机 类型 半封闭单螺杆压缩机 型号 数量 2 声功率 冷却 dBA 96.8 97.2 操作范围 水侧最小~最大 °C -8~15 空气侧最小~最大 °CDB -18 (OPLA)~48 制冷剂回路 制冷剂类型 R-134a制冷剂充注量 kg 80 100 110 电路数 2 电源 3~/400V/50Hz 管道连接 蒸发器进水口/出水口 4" 蒸发器排水口 1/2" 气体