- Tytuł:
- Symulacje procesu ładowania zmiennofazowego akumulatora ciepła oraz eksperymentalna weryfikacja modelu numerycznego
- Autorzy:
-
Pytlik, Beata
Smykowski, Daniel
Szulc, Piotr - Powiązania:
- https://bibliotekanauki.pl/articles/37225677.pdf
- Data publikacji:
- 2020
- Wydawca:
- Politechnika Wrocławska. Oficyna Wydawnicza Politechniki Wrocławskiej
- Tematy:
-
akumulator ciepła
modelowanie numeryczne
materiał zmienno-fazowy - Opis:
- W artykule przedstawiono i omówiono wyniki badań numerycznego modelowania wpływu konstrukcji akumulatora ciepła na jego parametry pracy. Badania polegały na opracowaniu numerycznego modelu akumulatora ciepła, wypełnionego materiałem zmiennofazowym. Model numeryczny opracowano w programie Comsol Multiphysics. Geometria zbudowanego modelu akumulatora odwzorowuje geometrię rzeczywistego akumulatora ciepła, znajdującego się w laboratorium badawczym Katedry Mechaniki, Maszyn, Urządzeń i Procesów Energetycznych Politechniki Wrocławskiej. W celu zweryfikowania wyników otrzymanych na podstawie obliczeń numerycznych przeprowadzono badania laboratoryjne na modelu fizycznym. W trakcie badań rejestrowano temperaturę na wlocie i wylocie z akumulatora oraz w sześciu innych (wskazanych w pracy) punktach wewnątrz akumulatora. Badano proces ładowania i rozładowywania akumulatora, wypełnionego następującymi materiałami: sól o składzie NaNO2 60%, KNO3 40% oraz parafina A53 50% i RT82 50%. Akumulator był cyklicznie ładowany, a następnie rozładowywany strumieniem odpowiednio gorącego oraz zimnego powietrza z nagrzewnicy. Wykonano walidację modelu w odniesieniu do dwóch badanych materiałów. Parametrem, który poddano walidacji była temperatura materiału PCM w punktach odpowiadających miejscom pomiaru temperatury w akumulatorze laboratoryjnym. Założono, że o zgodności wyników symulacji z wynikami pomiarów decyduje średnia różnica temperatur między wartością rzeczywistą i symulowaną w podanych punktach pomiarowych w czasie ładowania akumulatora. Różnica ta wahała się między 1–15% (przy czym największa rozbieżność występowała dla punktu A1), co jest wartością zadowalającą. Na tej podstawie stwierdzono, że opracowany model numeryczny akumulatora w dobrym stopniu odwzorowuje zjawiska i procesy wymiany ciepła między czynnikiem ładującym/rozładowującym a materiałem zmiennofazowym. W dalszej części pracy przeprowadzono analizę rozkładu temperatury w objętości akumulatora dla każdego z zastosowanych materiałów. W celu optymalizacji parametrów pracy akumulatora i wskazania najkorzystniejszego wariantu, przeprowadzono szereg symulacji przy różnych wartościach strumienia (5, 10, 15, 20 m/s) oraz temperatury powietrza (315, 345, 385, 415℃). Na ich podstawie wyznaczano strumień ciepła przekazywany między rurą ożebrowaną a materiałem PCM. Analiza wyników symulacji wykazała jednak, że zmiany tych parametrów nie wpływają na wartość strumienia ciepła.
- Źródło:
-
Zeszyty Energetyczne; 2020, 7; 71-90
2658-0799 - Pojawia się w:
- Zeszyty Energetyczne
- Dostawca treści:
- Biblioteka Nauki
Artykuł