相变蓄热水箱分层特性的实验研究

发布时间：2021-08-09 12:26

　　本文基于三水合醋酸钠,搭建了一套相变蓄热水箱实验系统,在初始水温为80℃、进水温度为5℃的工况下,测试得到了水箱的热力学特性,并采用填充效率分析法以及火用效率分析法,在进水体积流量分别为1、3、5、7、9 L/min时,分析了相变蓄热水箱的热分层特性。结果表明,当水箱温度为80℃时,普通水箱、相变蓄热球PCM48水箱、相变蓄热球PCM58水箱的热能分别为18. 81、19. 34、19. 07 MJ。进口体积流量相同时,相变蓄热球越靠近水箱进口,水箱的热分层效果越好。随着进水体积流量的增大,分层效果下降。不同水箱的理查森数Ri在t^*=0. 5达到最大值,Ri随相变蓄热球位置的降低而减小,PCM48和PCM58在第4层时的Ri分别为7. 569和7. 781,而在第1层时的Ri分别减小为7. 03和7. 145,表明水箱热分层的程度随着相变蓄热球位置的升高而降低。 

【文章来源】：制冷学报. 2020,41(01)北大核心CSCD

【文章页数】：6 页

【部分图文】：

测量系统原理

图2 测量系统原理实验初始进口水温为5℃，误差控制在±0.5℃;水箱初始温度为(80±0.5)℃，由电加热棒加热，并开启循环泵。当水箱内最高和最低温差小于0.5℃时，认为温度均匀。从进水瞬间记录各测点的温度，调节变频水泵并通过流量计来控制进水体积流量为1、3、5、7、9 L/min。当出水温度近似等于进水温度时，实验结束。

由图5可知，当进口体积流量为1 L/min时，PCM48水箱和PCM58水箱在测量点1的填充效率分别为0.502和0.601，后随着进口体积流量的增大，填充效率减小。当进口体积流量为3 L/min时，在测量点12后PCM48水箱和PCM58水箱的填充效率分别稳定在0.078和0.127。当冷水进入水箱时，首先在水箱底部与周围热水混合，而后由于浮升力和重力的作用，在水箱中形成热分层，导致填充效率较低。图5 在第4层时，相变蓄热球水箱的填充效率随流量的变化

【参考文献】：
期刊论文
[1]热常数分析仪测试热物理参数的不确定度评定[J]. 范健,路新成.  江苏科技信息. 2015(15)
[2]太阳能热水系统蓄热水箱温度分层作用研究[J]. 于国清,汤金华,邹志军.  建筑科学. 2007(04)
[3]太阳能利用综述及提高其利用率的途径[J]. 余海.  能源研究与利用. 2004(03)

硕士论文
[1]PCM-水储热水箱在太阳能热水系统中的应用分析[D]. 丁志雄.湖南大学 2016



本文编号：3332065