阶梯形肋片对套管式相变蓄热器蓄热性能影响的数值研究 Numerical Study of Stepped-Fin Effects on Thermal Performance of Sleeve-Tube Thermal Energy Storage Units

在传统等高直肋的基础上，针对套管式相变蓄热器实施非等高的阶梯形肋片以实现其热性能进一步优化。通过焓法模型，首先明确等高直肋的强化传热效果，并在此基础上分析肋高不均性及热源温度的影响。结果显示，与光管蓄热器相比，导热-对流共同作用的相变蓄热过程，等高直肋虽实现强化传热，但蓄热过程材料的融化仍存在竖向不均匀性，蓄热后期装置底部出现传热及融化死角。添加非等高阶梯形肋片的装置，蓄热过程各点融化速率趋于均匀。随肋高不均匀性的增加，其强化传热效果先增强而后趋于稳定，最高可达27.7%。热源温度越高，阶梯形肋片的强化传热效果也越显著。阶梯形肋片可较好地提高装置的热性能，所得结论可为套管式相变蓄热器的优化设计提供参考。