[发明专利]一种固-液相变储热器的快速性能计算、预测方法及储热器设计方法

摘要

本发明公开了一种固‑液相变储热器的快速性能计算、预测方法及储热器设计方法，针对固‑液相变储热器的动态、非线性难点，提出无量纲充/放热时间，即实际充/放热时间与基准充/放热时间的比值。基准充/放热时间通过解析方式建立显示计算公式，可表征相变储热器的非线性特性。提出了时均载热流体侧出口温度和时均壁面温度，表征固‑液相变储热器的动态特性。在此基础上，通过实验和数值模拟方法建立无量纲充/放热时间与各影响参数的修正公式。进而可以开展固‑液相储热器的两类快速设计问题(已知总换热面积设计充/放热时间和已知充/放热时间设计总换热面积)。该方法具有较高的准确性，且具有通用性，易于推广到不同类型的结构形式。

主权项

1.一种固‑液相变储热器的快速性能计算方法，其特征在于，建立无量纲充/放热时间计算方法，计算公式如下：其中：ttotal为实际储热器的充/放热时间；ttotal,0是实际储热器的简化模型所对应的基准充/放热时间，所述简化模型是具有解析解或近似解析解的模型，其表达式为：ttotal,0＝f(Ste,δPCM,λPCM,ρPCM,cp,PCM)  (2)其中，Ste为相变材料的Stefan数，ρPCM为相变材料的密度，cp,PCM为相变材料的比热容，λPCM为相变材料的导热系数，δPCM为相变材料的厚度；f(储热器结构、载热流体侧参数、初始温度)是与储热器结构、载热流体侧参数以及整个储热器的初始温度等因素有关的公式，其与储热器结构、载热流体侧参数以及初始温度等因素之间的关系通过数值模拟或实验方法建立。