高温熔融盐壳管式相变换热器传热特性研究及其应用

本文主要探讨了高温熔融盐壳管式相变换热器的传热特性，针对2011年的研究，该论文由华南理工大学学报（自然科学版）发表，作者左远志等人。研究的核心是建立了一个同心套管模型来模拟这种特殊换热器的工作原理。他们使用Fluent软件进行数值模拟，着重分析了在考虑相变区域自然对流条件下的关键影响因素，如熔融盐流体和相变材料的物理性质（如热导率、比热容等）、内管进口温度以及流动方向对液相率和熔化时间的影响。 研究结果显示，当考虑自然对流时，相较于未考虑的情况，总的熔化时间减少了16.2%，这表明自然对流显著提高了传热效率。通过模拟得到的壳侧相变材料温度随时间变化的趋势与实际实验数据高度吻合，这为判断相变材料何时完全熔化提供了新的判据。即，当相变区域的特殊测点温度超过相变材料的熔点，并接近内管流体进口温度时，可以认为相变材料已经完成熔化。 此外，文中提及了太阳能高温热利用中的高效蓄热技术（TES）的重要性，尤其是相变蓄热技术，其因具有高储能密度、较小的温度波动和紧凑的设备结构而受到关注。壳管式相变换热器因其在这些系统中的应用，成为高温热利用领域的重要研究对象，特别是在优化传热性能和结构设计方面。 该研究对于改进壳管式相变换热器的设计和优化，提高太阳能转化和储存效率具有实际价值，为推动太阳能技术的发展提供了理论支持。通过深入理解熔融盐在高温相变过程中的作用，有助于提升相关设备在实际应用中的性能表现。