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 — 本文介绍了潜热储能器内石蜡熔化的实验研究。实验装置由水-水热泵、冷热水箱和潜热储罐组成。潜热储能器是一种壳管式储罐,由 19 根同心管和 8 个等距纵向翅片组成。一组 30 个热电偶被纵向和径向地放置在储罐石蜡侧的各个位置,以监测熔化过程中的温度随时间变化,同时在进水口和出水口位置放置了另外两个热电偶。与个人计算机连接的数据采集系统用于采集、处理和存储测量数据。实验研究在里耶卡大学工程学院的热测量实验室进行。进行了一组具有不同进水温度的实验。分析和比较了相变材料 (PCM) 在不同进水温度下的瞬态温度变化以及储存的热能量。
1 淮阴工学院管理与工程学院江苏省智能工厂工程研究中心,淮安 223003,江苏 2 加尔米安大学教育学院物理系,库尔德斯坦卡拉 46021,伊拉克;hayder.i.mohammad@garmian.edu.krd 3 库姆理工大学机械工程系,库姆 1519-37195,伊朗;ebrahimnataj.m@qut.ac.ir 4 巴格达大学能源工程系,巴格达 10071,伊拉克;jasim@siu.edu 5 穆斯塔克巴尔大学学院化学工程与石油工业系,希拉 51001,伊拉克;hasanshker1@gmail.com 6 中水珠江规划勘测设计有限公司,广州 510610,中国; xiongwz2020@126.com 7 伦敦布鲁内尔大学能源未来研究所食物链可持续能源利用中心,Kingston Lane, Uxbridge UB8 3PH,英国 8 加拿大自然资源部 CanmetENERGY 研究中心,1 Haanel Drive, Ottawa, ON K1A 1M1,加拿大 * 通讯地址:sunxinguo2021@163.com (XS);pouyan.talebizadehsardari@brunel.ac.uk (PT);wahiba.yaici@nrcan-rncan.gc.ca (WY);电话:+1-613-996-3734 (WY)
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
1.1 焊料种类 ................................................................................................................................................................ 2 1.1.1 软焊料 ................................................................................................................................................................ 2 1.1.2 硬焊料 ................................................................................................................................................................ 4 1.2 助焊剂 ................................................................................................................................................................ 4 1.3 焊接技术 ............................................................................................................................................................. 5 1.3.1 手工焊接 ............................................................................................................................................................. 5 1.3.2 机器焊接 ............................................................................................................................................................. 5 1.4 潜热 ............................................................................................................................................................. 13
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 . 存储系统是帮助可再生能源增加其在能源网中的渗透率并使其成为可持续选择的重要技术。太阳能集热器需要热存储设备来储存短期或长期的热量。本文研究了两种最常见的与传统平板太阳能集热器耦合的热存储系统。更具体地说,本文研究了带有水箱的显热存储和带有相变材料 (PCM) 的潜热存储箱。针对不同的工作温度水平进行了能量和火用研究。使用这两种存储技术每天对系统进行监控。结果表明,在所有研究场景中,使用 PCM 在能量上更有效。另一方面,由于储存水的温度升高,使用显热存储可提高火用性能,尤其是在早上储水箱初始温度水平较低的场景中。值得注意的是,潜热存储的每日能源效率范围为 21.9% 至 69.1%,显热存储的每日能源效率范围为 14.2% 至 55.3%。此外,潜热储存的能量效率范围为 1.23% 至 5.64%,显热储存的能量效率范围为 3.99% 至 7.53%。此外,必须指出的是,相变材料的最佳温度为 75ºC,而储水箱中的最佳初始温度为 40ºC。这些结果表明,PCM 是高温应用的有益选择,例如带有吸收或吸附机的太阳能冷却系统。
本研究旨在调查基于椰子油的相变材料 (PCM) 在建筑储能应用方面的热性能。椰子油被归类为由可再生原料制成的脂肪酸组成的有机 PCM。但低热导率是有机 PCM 的主要缺点之一,必须加以改进。石墨烯可以成为提高有机 PCM 热性能的有效材料。在本研究中,使用了潜热容量为 114.6 J/g 和熔点为 17.38 ◦ C 的椰子油。通过将石墨烯超声处理到椰子油中作为支撑材料来制备 PCM。制备的 PCM 的质量分数为 0、0.1、0.2、0.3、0.4 和 0.5。使用 KD2 热性能分析仪在循环恒温浴模拟的不同环境温度 5、10、15、20 和 25 ◦ C 下进行热导率测试。通过差示扫描量热法测定潜热、熔点和凝固点,使用热重分析 (TGA) 测定热稳定性,使用透射电子显微镜和傅里叶变换红外光谱分别检查形态和化学结构。这项研究的结果表明,在椰子油中添加石墨烯可改善热性能,在 20 ◦ C 时,0.3 wt% 的样品中改善效果最明显。由于 PCM 内的分子运动,潜热降低了 11%。然而,TGA 表明,复合 PCM 在环境建筑温度范围内表现出良好的热稳定性。