冰蓄冷可视化实验教学平台设计

发布时间：2021-11-01 06:20

　　为了满足我国储能产业发展的专业技术人才需求,教育部等部委联合发布了《储能技术专业学科发展行动计划》。但高校现有储能技术人才培养体系尚待完善,相关教学支撑设备和条件较为缺乏。针对固液相变储能过程复杂,传统课堂教学难以充分帮助学生理解专业知识的问题,本文设计并搭建了冰蓄冷可视化实验教学平台,并开展了肋片与泡沫金属强化冰蓄冷性能实验教学案例研究,有效帮助学生理解认识固液相变储能抽象理论和知识,推动储能技术专业实验教学方法改革。 

【文章来源】：中国设备工程. 2020,(22)

【文章页数】：2 页

【部分图文】：

冰蓄冷可视化实验教学平台系统图

2 实验结果与分析该实验首先对采用肋片结构的蓄冷模块进行测试，由于金属肋片的高导热率，金属肋片和套管附近最早发生结冰现象，如图2。随后冰/水固液相界面沿径向逐渐扩大，但仍然主要集中金属肋片和套管附近。由于水的自然对流特性，在前期冰蓄冷过程中，上半部的结冰量略多于下半部。在50min以后，冰层有一定厚度时，冰层的较差的导热性能影响了蓄冰的速率。到了120min左右，整个蓄冰区域的冰/水固液相界面会越来越趋向于圆形，蓄冰过程接近完成。

该实验首先对采用肋片结构的蓄冷模块进行测试，由于金属肋片的高导热率，金属肋片和套管附近最早发生结冰现象，如图2。随后冰/水固液相界面沿径向逐渐扩大，但仍然主要集中金属肋片和套管附近。由于水的自然对流特性，在前期冰蓄冷过程中，上半部的结冰量略多于下半部。在50min以后，冰层有一定厚度时，冰层的较差的导热性能影响了蓄冰的速率。到了120min左右，整个蓄冰区域的冰/水固液相界面会越来越趋向于圆形，蓄冰过程接近完成。为了探究冰蓄冷模块的强化方法，本实验还将泡沫金属加入到蓄冰模块。结果发现，如图3所示，不同于之前的肋片结构蓄冰模块，强化模块的结冰从肋片根部开始后，固液相界面不仅仅是沿着肋片迁移，而是借助泡沫金属沿径向360度均匀扩展，并且固液相界面轮廓上下对称。到了蓄冰后期阶段，蓄冰模块的冻结速率有所降低，但仍然相较于单一肋片结构蓄冰模块的速率更高。


本文编号：3469664