北京
针对套管式相变储热单元储热效率较低的问题，从相变材料及翅片结构两方面进行优化。将石蜡、月桂酸、硬脂酸三种有机相变材料混合，在总体积一定时，改变三种相变材料的体积分数制备混合有机相变材料，选出一种导热系数最高的组合。然后，将不同质量分数的 Al2O3、Fe2O3、Fe、Cu 纳米颗粒与有机相变材料掺杂，制备出多种复合相变储热材料。结果表明，添加 1.5%Cu 纳米颗粒的复合相变材料导热系数最高，为 0.374 W/(m K)，与不添加纳米 Cu 的样品相比，导热系数提高了 14.37%。基于先前学者对套管典型翅片结构的研究分析，将翅片归纳为 4 种基础形状：三角形、平行四边形、矩形、扇形，基于相同工况且翅片体积与储热材料体积比相同，换热边长相等的前提下，对上述 4 种形状的传热性能进行了数值模拟，发现扇形结构熔化速率较高，因此提出了一种弧形翅片与直翅片组合的结构，针对该翅片结构的储热装置使用 FLUENT 软件进行了三维数值模拟研究，基于该模型采用无量纲量拟合了熔化时间与斯蒂芬（Ste）数的关系函数。研究结果可为提高相变储热单元的储热效率提供参考。
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