Особенности расчета аккумуляторов теплоты на фазовых переходах…
1
УДК 536.24
Особенности расчета аккумуляторов теплоты
на фазовых переходах с промежуточным
теплоносителем
©
Н.А. Россихин
МГТУ им. Н.Э. Баумана, Москва 105005, Россия
Для конечной стадии режимов зарядки и разрядки проточного аккумулятора теп-
лоты фазового перехода капсульного типа, характеризующейся наличием зоны,
где фазовый переход в капсулах с теплоаккумулирующим материалом (ТАМ) осу-
ществился полностью, в рамках одномерной модели выведены соотношения для
вычисления изменения удельной и всей массы фазы ТАМ, а также скорости пере-
мещения границы, разделяющей однофазную и двухфазную области. Они необхо-
димы для описания завершающей стадии зарядки или разрядки аккумулятора, ко-
торая может занимать в процессе его работы бóльшую часть времени, чем
начальная.
Ключевые слова:
аккумулятор теплоты, зарядка, разрядка, фазовый переход,
жидкая фаза, твердая фаза.
Аккумуляторы теплоты фазового перехода (АФП), которые нахо-
дят в настоящее время все более широкое применение в качестве
устройств, предназначенных для сохранения поступающей теплоты
при последующем его использовании, в ряде случаев отличаются не-
равномерностью распределения потоков теплоты в объеме. В про-
точном АФП температура теплоносителя, движущегося в простран-
стве между капсулами с ТАМ, существенно изменяется в направле-
нии его движения (см. рисунок), что приводит к значительной
разности в температурных напорах по его длине и неравномерности
скорости изменения массы фазы, жидкой или твердой, по длине
АФП. В результате создается значительная неравномерность распре-
деления массы расплавившегося или затвердевшего ТАМ.
С течением времени это приводит к ситуации, когда в области
входа потока теплоносителя в АФП весь ТАМ, заключенный в кап-
сулах, претерпевает фазовое превращение, и фазовый переход пре-
кращается, тогда как в остальной части он продолжается. Эти обла-
сти разделяются плоскостью поперечного сечения с координатой
x
а
(см. рисунок). При этом доля ТАМ с незавершенным процессом
плавления или затвердевания, остается еще довольно значительной,
что необходимо учитывать при анализе работы АФП. Этот остав-
шийся участок имеет длину
L
а
. В процессе дальнейшей зарядки или
