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
研究了相变材料在带有波纹翅片的矩形外壳中的固液相变。采用基于物理的模型,探索了翅片长度、厚度和波幅对热场和流体流场的影响。将翅片纳入热能存储系统可增加传热表面积和热穿透深度,从而加速熔化过程。波纹翅片比直翅片产生更多的流动扰动,从而提高熔化性能。更长更厚的翅片可提高熔化速度、平均温度和热能存储容量。然而,翅片厚度对热特性的影响似乎微不足道。较大的翅片波幅会增加传热表面积,但会破坏自然对流,从而减慢熔化前沿的进程。开发了一种基于人工神经网络和粒子群优化的替代模型来优化翅片几何形状。与平面翅片相比,优化后的几何形状使每单位质量的热能存储提高了 43%。数据驱动模型预测的液体分数与基于物理的模型的差异小于 1%。所提出的方法提供了对系统行为的全面理解,并有助于热能存储系统的设计。
环形翅片是一种特殊的机械传热装置,其径向变化,经常用于应用热工程。在工作装置中添加环形翅片可增加与周围流体接触的表面积。翅片安装的其他潜在领域包括散热器、发电厂热交换器,并且它在可持续能源技术中也发挥着重要作用。本研究的主要目的是引入一种有效的环形翅片能量模型,该模型受热辐射、磁力、导热系数、加热源的影响,并添加了改进的 Tiwari-Das 模型。然后,进行数值处理以获得所需的效率。从结果可以看出,通过加强 α 1 、α 2 和 γ 1 的物理强度以及使用三元纳米流体使其效率更高,翅片效率显著提高。添加加热源 Q 1 使翅片效率更高,辐射数更有利于冷却它。在整个分析过程中观察到三元纳米流体的作用占主导地位,并使用现有数据验证了结果。
1 伊拉克大学工程学院电气工程系,巴格达 10071,伊拉克;farqad_alani@yahoo.com 2 加尔米安大学教育学院物理系,卡拉尔 46021,伊拉克;hayder.i.mohammad@garmian.edu.krd 3 巴格达大学能源工程系,巴格达 10071,伊拉克;hussein.alnajjar@coeng.uobaghdad.edu.iq (HMTA-N.);jasim@siu.edu (JMM) 4 跨学科研究中心,药理学系,萨维塔医学和技术科学研究所,萨维塔牙科学院,萨维塔大学,钦奈 600001,印度; Lakshmi@saveetha.com 5 放射学和医学成像系,应用医学科学学院,萨坦·本·阿卜杜勒阿齐兹王子大学,Al-Kharj 11942,沙特阿拉伯;m.alhassen@psau.edu.sa 6 堪培拉大学健康学院,堪培拉,ACT 2600,澳大利亚 7 库姆理工大学机械工程系,库姆 3718146645,伊朗;ebrahimnataj.m@qut.ac.ir 8 加拿大自然资源部 CanmetENERGY 研究中心,加拿大安大略省渥太华 K1A 1M1 9 食物链可持续能源利用中心,能源未来研究所,伦敦布鲁内尔大学,Kingston Lane,Uxbridge,Middlesex UB8 3PH,英国pouyan.talebizadehsardari@brunel.ac.uk (PT)
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)
摘要 — 太阳能和风能等可再生能源的间歇性需要与储能装置集成才能实现实际应用。在本研究中,通过实验研究了在存储、充电和放电 (SCD) 条件下与水加热系统集成的翅片圆柱形热能存储 (C-TES) 的热性能增强情况。从理论和实验上详细研究了在 PCM 中添加氧化铜 (CuO) 和氧化铝 (Al 2 O 3 ) 纳米颗粒对热导率、比热以及充电和放电性能速率的影响。实验装置利用石蜡作为 PCM,将其填充在翅片式 C-TES 中进行实验。实验结果表明,与非纳米添加剂 PCM 相比,有积极的改善。该项目的意义和独创性在于评估和识别具有更高改善热性能潜力的优选金属氧化物。