圆柱形蓄冰桶内融冰换热参数优化设计-《沈阳建筑大学学报(自科版)》

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摘要:: 目的分析圆柱形蓄冰桶入口温度、载冷剂流量以及盘管与冰桶之间外径比例大小对融冰过程产生的影响。方法建立蓄冰桶内融冰放热过程的传热数学模型,模型使用MATLAB进行求解,并使用COMSOL Multiphysics软件进行求解过程的比较验证。结果当流量一定,进口温度为8 ℃,10 ℃和12 ℃时,对应的最终出口温度分别为7.4 ℃、9.3 ℃和11.2 ℃;当进口温度一定,流量分别为0.2 L/s、0.3 L/s和0.4 L/s时,对应的最终出口温度分别为9.3 ℃、9.6 ℃和9. 7 ℃;以盘管与冰桶外径比例为0. 04时作为参照,当比例分别缩小为0.033、0.027和0.02时,蓄冰桶的完全融冰时间与原来相比分别延长45%,81%和136%。结论传热流体的入口温度越高和流量越大,其释冷速率越大,整体的融冰时间越短,载冷剂的流量变化对融冰半径和释冷量的影响很小。在换热流体进口温度和流量一定时,换热盘管与蓄冰桶外径比例越大,在短时间内对应的出口温度越小,但很快变趋于一致。相反两者之间比例越小,相同时间内生成的水环半径越小,整体融冰时间越长。同时在流速允许的范围内,适当减小管径有利于延长融冰时间。