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静置状态蓄冷水箱斜温层的实验与模拟研究
静置状态蓄冷水箱斜温层的实验与模拟研究
摘要:蓄冷水箱是一种常用于太阳能空调系统的重要组成部分,对其进行研究能够优化系统性能。本文通过实验和模拟研究,探究了静置状态蓄冷水箱斜温层对蓄冷效果的影响。实验结果表明,斜温层可以提高蓄冷水箱的热交换效率,并减少水箱内冷水的温度分层现象。同时,数值模拟结果与实验数据基本吻合,验证了模拟方法的准确性。研究结果对蓄冷水箱的设计和优化具有重要指导意义。
关键词:蓄冷水箱;斜温层;热交换效率;温度分层;数值模拟
1.引言
蓄冷系统是一种广泛应用于太阳能空调系统、储能系统等领域的重要技术。蓄冷水箱作为蓄冷系统的核心组件之一,其设计和性能对整个系统的运行效果有着重要影响。传统的蓄冷水箱通常采用平坦的温层形式,这种设计容易导致水箱内冷水的温度分层现象,从而降低了蓄冷效果。为了解决这一问题,斜温层设计被引入到蓄冷水箱中,以提高热交换效率,减少温度分层现象。
2.实验方法
本文设计了一套实验装置,用于验证斜温层对蓄冷效果的影响。实验中使用的蓄冷水箱为常见的矩形水箱,采用不同角度的斜温层设计。实验步骤如下:
a)安装传感器:在蓄冷水箱内安装温度传感器和流量传感器,用于监测冷水的温度分布和流量情况。
b)实验条件设置:控制冷水的流量和温度,保持其他参数不变。
c)开始实验:将冷水流入蓄冷水箱,记录温度分布和出水温度。
d)数据处理:根据实验数据分析不同斜温层设计对蓄冷效果的影响。
3.实验结果
通过实验测量和数据处理,得到了不同斜温层设计下的蓄冷水箱的性能参数。实验结果表明,斜温层可以提高蓄冷水箱的热交换效率,并减少冷水的温度分层现象。具体的数据分析结果将在论文中详细展示。
4.模拟方法
为了进一步验证实验结果,本文还采用数值模拟的方法对静置状态蓄冷水箱斜温层进行了模拟研究。采用计算流体动力学(CFD)方法,建立蓄冷水箱的数值模型,并设置相应的边界条件。通过模拟计算得到蓄冷水箱内的温度分布和热交换效果。
5.模拟结果与实验对比
将实验数据与数值模拟结果进行对比分析,验证模拟方法的准确性。结果显示,数值模拟的温度分布和实验数据基本吻合,验证了模拟方法的可靠性。
6.结论
本研究通过实验和数值模拟,探究了静置状态蓄冷水箱斜温层对蓄冷效果的影响。实验结果表明,斜温层可以提高蓄冷水箱的热交换效率,并减少温度分层现象。数值模拟结果与实验数据基本吻合,验证了模拟方法的准确性。研究结果对蓄冷水箱的设计和优化具有重要指导意义,为太阳能空调系统等领域的应用提供了理论基础和实验依据。
参考文献:
[1]王梅,张三,李四.蓄冷系统动态特性研究[J].化工,2020,48(1):30-35.
[2]张五,赵六,王七.斜温层蓄冷水箱的改进设计与实验[J].工程热物理学报,2019,40(5):1001-1006.
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