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表征棘轮效应对基于钢渣的热量储能的填料材料的表征
摘要：热跃层热能存储系统在提高能源密集型行业的能源效率方面起着至关重要的作用。在可用的技术中，由于使用具有成本效益的材料的能力，空气基床系统很有希望。最近，研究中最有趣的填充材料之一是钢铁矿石，这是钢铁行业的副产品。钢炉炉提供负担能力，可用性充足而没有冲突的使用，在高达1000℃的温度下稳定性，与传热液的兼容性以及无毒性。先前的研究表明了有利的嗜热和机械性能。尽管如此，当在许多充电和放电周期中暴露于机械和热应力时，经常被忽视的方面是炉渣颗粒的耐力。在整个热循环过程中，储罐内的炉渣在升高温度下经历了大量载荷，经历了热膨胀和收缩。这种现象会导致单个颗粒的恶化和对储罐结构的潜在损害。但是，由于在相关规模上进行热循环所需的相当长的时间，评估这些系统的扩展性能是具有挑战性的。为了解决这个问题，本文介绍了专门设计的快速测试设备，为15年的运行时间提供了实尺度系统的相应测试结果。
离散元法分析填充床热能储存中的热棘轮现象填充床热能储存器（
使用离散元法分析填充床热能存储中的热棘轮现象 填充床热能存储 (TES) 在能源技术中发挥着重要作用。在能量吸收过程中，热空气从上到下流过 TES 的内容物。在加热过程中，储热介质（散装材料）的膨胀会导致储热罐壁上的应力增加。这些发生的负载将通过离散模型来考虑。此外，有趣的是，在几个加载和卸载过程中负载如何变化（热棘轮现象）。在本文中，将研究如何使用 DEM 方法对这种行为进行建模。关键词：热能存储（TES）、离散元法（DEM）、热棘轮、热应力、校准 1. 引言 在 NEFI（工业新能源）项目过程中，应利用水泥厂约 300-400°C 的废热进行能量回收。为此，必须实施气流填充床热能存储 (TES) [10] 形式的存储。自 2018 年以来，维也纳技术大学工程设计和材料处理系 (KLFT) 与能源系统和热力学研究所 (IET) 合作开展项目，致力于实现这一目标。简而言之，填充床 TES 是装满散装材料的罐 [9]。散装材料用作储热介质。TES 系统最重要的目标是将热能的产生与其使用分离，因为可再生能源可以被邻近的公司使用。加热过程中，储热介质（块状材料）的膨胀会导致储热罐壁上的应力增加。先前的研究结果 [1]、[6]、[7]、[8] 表明，块状材料的接触力增加以及储热罐壁上相关应力的增加会导致损坏（见图 1）。