利用格子Boltzmann方法(LBM)模擬三角腔中的自然對流融化現(xiàn)象,分析瑞利數(shù)Ra、局部熱源尺寸L及位置S對其相變換熱和儲能特性的影響。數(shù)值計算表明:①相變材料在全熱邊界三角腔內(nèi)的完全融化時間隨對流循環(huán)強度的增加呈現(xiàn)先增后減的趨勢,臨界Ra值為31000,當(dāng)Ra大于31000時,融化進程和對流效應(yīng)呈現(xiàn)正相關(guān),低于31000時,表現(xiàn)為負相關(guān);②局部加熱尺寸L較小時,中間熱源的融化時間最短,儲能效率更高;上部熱源的融化時間最長。此外,因受冷斜壁的影響程度不同,隨著對流效應(yīng)的增強,上部熱源的總?cè)诨瘯r間增大,下部熱源的總?cè)诨瘯r間縮短,而中間熱源的總?cè)诨瘯r間隨對流強度的增加呈先增后減的趨勢,存在一臨界值Ra=19000;③L≥0.5時,下部加熱成為最佳融化位置,儲能時間最短;隨著對流強度的增加,上、中、下三種局部加熱方案的總?cè)诨瘯r間均表現(xiàn)為先增后減的趨勢,且臨界Ra值隨著加熱長度的增加而增加,此外,加熱尺寸在不同位置上的變化對相變儲能進程也有不同的影響。本研究工作有助于為實際相變換熱設(shè)備的優(yōu)化設(shè)計和高效儲能提供理論依據(jù)和技術(shù)指導(dǎo)。

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