基于CFD的太陽能水箱蓄能的動態(tài)特性研究及其熱力學性能優(yōu)化分析.pdf

1、儲能技術被廣泛應用于可再生能源和流體輸配系統(tǒng)，用來解決能源的供給和需求的失衡問題，其中太陽能熱水利用不僅能夠節(jié)約化石能源而且能夠實現保護環(huán)境，從而使得太陽能集中供熱式系統(tǒng)極具發(fā)展和應用前景。
　　作為儲能裝置的蓄能水箱，其性能設計對整個工作系統(tǒng)的運行效果有重要影響。本文對太陽能蓄能水箱內部結構進行分區(qū)設計，采用CFD方法對具有不同內部結構的蓄能水箱進行數值模擬，分析了水箱內的對流傳熱規(guī)律，并基于不可逆熱力學理論及流動傳熱的場協同理

2、論，以提高蓄能水箱可用能為目標，對水箱的溫度分層機理進行深入分析。
　　通過對數值模擬結果及數據進行正確分析后得到以下結論:在水箱內設置隔板可明顯改善水箱冷熱分層的效果，通過左右加10個隔板，可延長水的流程，增加水的停留時間，從而可實現良好的左右冷熱分層效果;通過三維模擬，在水箱前后設2個隔板，左右設5隔板，將其分隔成具有18個分隔空間的水箱，因使前后左右上下的分速度大為減緩，從而實現良好的冷熱水置換分層效果;通過分析速度矢量與溫

3、度梯度矢量的協同程度來研究流場對溫度場的影響，通過分析速度矢量與壓力梯度矢量的協同程度來研究水箱中流動阻力減阻機理及影響因素，得出通過調整水箱內部結構進而改變流動、傳熱及壓力梯度的方向，即改變速度與溫度梯度和速度與壓力梯度之間的夾角，得出具有18個分隔空間的水箱可以獲得較好的熱分區(qū)，容易實現溫度分層，且更有利于流體的流動，同時在蓄熱過程中損耗的功較少;依據熱力學理論分析了水箱在蓄熱過程(炯)的損失，得出在水箱內部平均溫度相同條件下，具有