船舶中央冷却系统热负荷波动抑制器储放热特性研究  被引量:1

Investigation on the Heat Storage/Release Performance of a Thermal Load Fluctuation Suppressor for Ship Central Cooling System

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作  者:杨小虎 YANG Xiaohu(Science and Technology on Thermal Energy and Power Laboratory,Wuhan Second Ship Design and Research Institute,Wuhan 430205,China)

机构地区:[1]武汉第二船舶设计研究所热能动力技术重点实验室,武汉430205

出  处:《工程热物理学报》2022年第5期1276-1284,共9页Journal of Engineering Thermophysics

基  金:国家自然科学基金(No.52006158);湖北省自然科学基金(No.2020CFB462)。

摘  要:针对船舶动力装置中央冷却系统中存在的高功率热负荷波动问题,本文提出一种基于相变材料储热填充床换热器的热负荷波动抑制器。构建以低熔点金属镓为储热材料的相变储热填充床换热器,建立了换热器流动传热分析模型和相应的数值计算模型,并对其储放热性能进行了分析。给出了换热器整体的流动和传热无量纲关系曲线,分析了换热器储放热过程中温度、储热功率和储热量的变化特征,总结了换热器有效储热率随储热时间和放热时间的变化关系,分析了波动入口温度下换热器循环储放热特性。所构建的填充床换热器储热功率在400~450 k W量级,储热密度达320 MJ/m^(3),在入口温度以(30±10)℃(周期5 min)正弦波动时,出口温度可稳定保持在(30±0.5)℃范围,可起到很好的温度缓冲作用,有效消除波动热负荷造成的不利影响。In this paper, a thermal load fluctuation suppressor was proposed for central cooling system using phase change material. Low melting point metal gallium was selected for thermal energy storage, and a packed bed heat exchanger was constructed. Flow and heat transfer model for the heat exchanger was built, and corresponding numerical code was developed. The hydraulic and thermal performance of the heat exchanger were analyzed, the heat storage power of which is400~450 k W, the heat storage density is 320 MJ/m^(3). When the inlet temperature fluctuates in the form of(30±10)℃(with period of 5 min), the outlet temperature can be controlled within(30±0.5)℃, which shows excellent thermal load suppression capability.

关 键 词:中央冷却系统 低熔点金属 相变储热 填充床 波动热负荷 

分 类 号:TK02[动力工程及工程热物理]

 

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