王晓宇
- 作品数：5 被引量：25H指数：3
- 供职机构：南京师范大学能源与机械工程学院更多>>
- 发文基金：江苏省自然科学基金更多>>
- 相关领域：动力工程及工程热物理更多>>
- 内插热管式太阳能集热器内相变材料的蓄热/释热特性研究被引量：3
- 2020年
- 提出一种蓄能型内插热管式太阳能集热器,在太阳能真空管和振荡热管蒸发段之间充灌相变材料,提高集热器的瞬时集热效率.利用Gambit软件建立内插热管式太阳能集热器的三维模型,基于FLUENT软件的凝固/熔化模型,以癸酸(CA)为相变材料进行模拟研究,采用Boussinesq近似法对比分析了考虑浮升力前后的真空管内温度场分布、液化率、不同测点的温度曲线的变化,探究了浮升力对集热器内蓄热/释热过程换热规律的影响.结果表明,相变材料熔化过程中浮升力起着至关重要的作用,使得真空管内顶部的升温速度快于底部.而凝固过程中浮升力的影响可以忽略不计.蓄热过程中集热器内相变材料在轴向上的传热方式,固态显热和相变蓄热阶段以导热为主,液态显热蓄热时以对流传热为主,而在径向上始终以导热为主.
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- 关键词：相变储能癸酸浮升力
- 蓄能型太阳能热泵系统中复合材料蓄热过程研究被引量：2
- 2020年
- 设计了一种分季节蓄能型太阳能热泵热水系统,集太阳能集热容器、相变储能容器、热管于一体,利用Fluent软件对蓄能型太阳能集热器开展了数值模拟,使用Solidification/Melting和VOF模型模拟癸酸/62#石蜡复合相变材料蓄热过程,并采用Boussinesq近似法考虑了自然对流的影响.结果表明,在集热器内只充灌单一相变材料不能满足不同季节蓄能型热泵系统的供热水需求.由癸酸和62#石蜡组成的复合相变材料在蓄能过程中出现了两个相变温度,分别在32.66℃和59.45℃,可以满足本系统不同季节的蓄热需求.蓄热过程中,由于癸酸和62#石蜡本身密度差以及浮升力的影响,真空管纵向截面出现了温度分层现象.结果可为复合相变储能材料的推广应用提供可靠的理论依据.
- 黄金燕吴薇吴薇王晓宇秦芷萱廖扬颡杨晨
- 关键词：蓄能太阳能热泵真空集热器复合相变材料
- 蓄能型太阳能热泵用复合相变材料热性能分析被引量：11
- 2017年
- 为了满足蓄能型太阳能热泵系统在不同季节太阳辐射强度下的储能需求,该文提出一种分季节蓄能型复合相变材料,可实现对太阳能的最大化利用。根据前期研究基础,以48#石蜡、62#石蜡和癸酸(capric acid,CA)配制了48/62和CA/62两种复合相变材料,对不同配比时复合材料的热性能分别进行了DSC试验和蓄热性能试验研究,结果表明不同配比复合材料的潜热和最高吸热峰对应温度均随着62#石蜡含量的增加呈现增大的趋势;复合相变材料的蓄热过程均分为固态显热蓄热、相变蓄热、液态显热蓄热3个阶段;CA/62复合相变材料DSC(differential scanning calorimeter)曲线出现了明显的2个固-液相变峰,其蓄热曲线中相变蓄热过程又分成2段,分别对应癸酸和62#石蜡的固-液相变过程。因此CA/62复合相变材料可用于蓄能型太阳能热泵系统实现分季节蓄能。
- 吴薇陈黎王晓宇顾敏芬戴苏洲孟志军
- 关键词：相变材料蓄能
- 蓄能型振荡热管太阳能集热器热性能被引量：12
- 2017年
- 太阳能集热器是太阳能热泵系统的核心部件。该文设计了一种蓄能型振荡热管太阳能集热器,将其应用于蓄能型太阳能热泵系统中,可根据太阳辐射强度切换工作模式,实现太阳能分季节全天候利用,能提高系统热力性能。搭建了蓄能型振荡热管太阳能集热器热性能测试试验台,对振荡热管换热器内充灌不同工质(R134a、乙醇/水、丙酮/水)、集热管内分别利用空气显热蓄能或者石蜡潜热蓄能的蓄能型振荡热管太阳能集热器在白天和夜间工况下的热性能开展了试验研究。结果表明:振荡热管换热器内充灌R134a的集热器,白天工况下集热效率最高,平均集热效率在0.45以上,利用石蜡蓄热时最高达到了0.90;日有用得热量最大,最低可达到7.14 MJ/(m^2·d);夜间工况下供热水水温最高。无论利用空气和石蜡蓄能,白天工况下集热器瞬时集热效率均与太阳辐射强度的变化规律相反。真空管内利用石蜡蓄能的蓄能型振荡热管太阳能集热器,阴雨天其集热效率远高于利用空气蓄能的集热器,平均提高64.0%,夜间供水水温均能保持在50℃以上,高于利用空气蓄热的集热器。该研究可为蓄能型太阳能热泵的推广应用提供参考依据。
- 高旭娜吴薇孟志军刘鹏鹏赵文杰王晓宇
- 关键词：热泵系统集热器振荡热管热性能水温
- 蓄能型振荡热管太阳能集热器性能研究被引量：1
- 2017年
- 本文设计了一种蓄能型振荡热管太阳能集热器,将其应用在蓄能型振荡热管太阳能热泵系统中,实现太阳能分季节全天候利用,提高能源利用率.使用Gambit软件建立蓄能型振荡热管太阳能集热器的三维模型,并利用Fluent软件对蓄能型振荡热管太阳能集热器中相变材料的蓄热过程进行了模拟研究,得到不同集热器结构参数、集热器内蓄能材料、太阳辐射强度、外界换热条件等对其温度场、液化率等的影响.根据模拟结果,振荡热管间距选17 mm,真空管后增设金属反射板,集热管内采用复合相变材料,夏季利用高温相变材料蓄热直接加热热水,冬季利用低温相变材料给热泵蒸发器供热,从而提高系统整体性能.
- 高旭娜吴薇戴苏洲王晓宇孟志军刘鹏鹏
- 关键词：太阳能集热器振荡热管相变材料温度场
