【技术实现步骤摘要】
一种应用于颗粒相变储能材料热力学非连续算法
[0001]本专利技术属于新能源应用
，具体涉及一种应用于颗粒相变储能材料热力学计算的非连续算法。
技术介绍
[0002]随着能源短缺和传统能源环境污染等问题日益严重，近年来可再生清洁能源的利用引起了世界各国的广泛关注。可再生能源应用方面的一个突出问题在于能源的产生与消耗之间存在时间和空间的不匹配，为解决这一问题需要发展相关蓄热技术。
[0003]太阳能作为可再生能源，其储存方式包括显热储存、潜热储存和化学储热等。潜热储存指利用材料在相变时（如从固态变为液态）吸入的潜热储能，与其他储能方式相比，具有储能密度高和温度变化范围小的优点。用于潜热储能的相变材料会被封装在不同形状的容器当中，保证其相态为液态时依然可以保持固定的形状。为了提高相变材料的热传导性能，需要采用一定手段增大相变材料导热面积与体积的比值，因此可以将大量胶囊法制备的小粒径相变颗粒材料组成填充床用于热量的储存。这种填充床热能储存系统已经被广泛应用在建筑供热和制冷、太阳能热储存和压缩空气能量储存等不同方面。<...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种应用于颗粒相变储能材料热力学计算的非连续算法，包括如下步骤：S1，采用离散元方法，建立相变颗粒材料的数值模型；S2，对相变颗粒材料的细观物理参数进行赋值，并给定数值模型的热力学边界条件；S3，根据相变颗粒材料的初始温度判断相变颗粒的相态，根据相态确定相变颗粒的热力学参数，采用傅里叶定律及热接触模型进行相变颗粒间的热传导计算；采用傅里叶定律计算单位时间内两接触相变颗粒i和j之间传导的热量：其中为为接触热传导系数，为颗粒i的温度，为颗粒j的温度；相变颗粒i单位时间内的温度变化为，其中为相变颗粒i在单位时间内与周围接触相变颗粒间传递的热量，，N为与相变颗粒i产生接触的颗粒数量；为相变颗粒i的总热容，，、和分别为相变颗粒i的密度、比热容和体积；相变颗粒的粒径随温度发生变化，变化规律满足如下关系，其中为相变颗粒在参考温度时的初始粒径，为温度的改变量，为热膨胀系数；采用热接触模型计算两接触相变颗粒i和j之间的接触热传导系数，其中为两接触相变颗粒i和j之间的接触热阻抗系数，计算公式为：其中为接触角，是接触长度与颗粒粒径的比值；S4，采用基于热力学焓方法的判断标准对单个颗粒的相变过程进行计算；相变颗粒热焓的计算公式为：
S5，对完成相变过程的颗粒材料进行更新相态下的热传导计算，直至满足计算终止条件；S6，根据计算结果确定相变颗粒集合的宏观热力学参数，宏观热力学参数为等效热传导系数，等效热传导系数通过以下公式计算：其中为宏观温度梯度，通过采用最小二乘法使实际颗粒系统温度分布与宏观温度梯度差值取最小值得到；为平均热通量，通过提取系统边界处所有接触...
【专利技术属性】
技术研发人员：赵婷婷，张晓琼，王志勇，张杰，
申请(专利权)人：太原理工大学，
类型：发明
国别省市：
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