一种管壳式相变蓄热器中汉诺塔形翅片分布的设计方法技术

本发明专利技术提供一种管壳式相变蓄热器中汉诺塔形翅片分布的设计方法，包括：步骤1、根据管壳式相变蓄热器的结构，确定所需环形翅片的总体积以及环形翅片均匀分布时的翅片长度、翅片厚度和翅片数量；步骤2、通过环形翅片均匀分布时的结构参数，定义和计算汉诺塔形翅片分布的结构参数；步骤3、利用多面响应法对汉诺塔形翅片分布进行结构优化设计，以寻找出蓄热性能最佳的参数组合。本设计方法通过设计和优化不同区域内环形翅片的体积和布置，尤其是最底部间距、翅片的间距公差、以及翅片的长度，在一定程度上起到了抑制自然对流、强化热传导的作用，使得构建的汉诺塔形翅片分布相比于均匀的翅片分布，具有更好的蓄热速率和熔化均匀性。具有更好的蓄热速率和熔化均匀性。具有更好的蓄热速率和熔化均匀性。

【技术实现步骤摘要】
一种管壳式相变蓄热器中汉诺塔形翅片分布的设计方法


[0001]本专利技术涉及相变传热领域，具体涉及一种管壳式相变蓄热器中汉诺塔形翅片分布的设计方法。

技术介绍

[0002]相变储能技术的原理为利用物质相态转变过程中的热量吸收或释放来进行储放热。该技术具有高储能密度和相变温度恒定等优点，但由于相变材料的低热导率，严重限制了该技术的使用和推广，因此需要使用相变蓄热器来提高相变过程的换热速率。而在当下的工业生产中，管壳式相变蓄热器和环形翅片的搭配又较为常见，因此，研究管壳式相变蓄热器中环形翅片的分布具有重要意义。
[0003]在目前已有的研究和技术中，由于较为简单的翅片结构，导致很少有关于环形翅片的分布研究。现有的一些研究中有将环形翅片的排列密度呈指数型增加来观察其充放热性能的变化，也有通过构建不同的案例来研究环形翅片组的长度变化对蓄热性能的影响，还有将环形翅片呈算数型排列以用于观察其相变过程中的传热性能变化。
[0004]但上述的这些研究都更注重于环形翅片分布中的单因素影响，如相邻翅片的间距变化，相邻翅片的长度变化等，在相变过程中考本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种管壳式相变蓄热器中汉诺塔形翅片分布的设计方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1、根据管壳式相变蓄热器的结构，确定所需环形翅片的总体积以及所述环形翅片均匀分布时的翅片长度、翅片厚度和翅片数量；步骤2、通过所述环形翅片均匀分布时的结构参数，定义和计算汉诺塔形翅片分布的结构参数；步骤3、利用多面响应法对所述汉诺塔形翅片分布进行结构优化设计，以寻找出蓄热性能最佳的参数组合。2.根据权利要求1所述的设计方法，其特征在于：其中，所述步骤1包括：根据所述管壳式相变蓄热器的结构确定所述环形翅片的总体积占比，选取所述管壳式相变蓄热器的外管内壁半径与内管外壁半径的差值的1/2作为所述翅片长度，选取合适的所述翅片厚度，基于所述环形翅片的总体积、所述翅片长度、以及所述翅片厚度，计算出所述翅片数量。3.根据权利要求2所述的设计方法，其特征在于：其中，所述环形翅片的总体积占比为1％～5％。4.根据权利要求1所述的设计方法，其特征在于：其中，所述步骤2包括：将设计好的所述环形翅片沿着所述管壳式相变蓄热器的内管进行均匀排列，排列过程中将最顶部间距和最底部间距均设置为中间部分翅片间距的1/2，并将该间距的值定义为初始间距；选取所述初始间距的1/2作为所述汉诺塔形翅片分布中最底部间距的最小值，选取所述初始间距的3/2作为所述最底部间距的最...

【专利技术属性】
技术研发人员：李彦，朱学良，朱群志，
申请(专利权)人：上海电力大学，
类型：发明
国别省市：