Математическое моделирование фазовых превращений в накопителях энергии цилиндрического типа

Рис. 3. Положение фронтов плавле-

ния в сечении цилиндрического на-

копителя с пятью тепловыми трубка-

ми для некоторого малого значения

времени

и имеющим произвольную, не из-

меняющуюся по длине накопителя

форму сечения. Положение фрон-

тов плавления в сечении цилин-

дрического накопителя с пятью те-

пловыми трубками для некоторого

малого значения времени, при ко-

тором их форма наиболее проста

и представляет собой окружность,

проиллюстрировано на рис. 3. Под

формой фронта плавления подра-

зумевается форма фронта в попе-

речном сечении накопителя. При

отсутствии краевых эффектов у

его торцов на усложнение формы

фронта плавления влияют два фак-

тора: 1) расстояние между тепло-

выми трубками; 2) степень близости к трубкам боковой поверхности

накопителя.

Пока влияние указанных факторов несущественно, распределение

температур и положение фронтов плавления одинаковы вокруг всех

трубок, что позволяет сократить объем вычислений, выполняя расче-

ты лишь для одной тепловой трубки и используя при этом аналити-

ческую формулу (30). Эволюцию температуры наполнителя в твердой

фазе можно рассчитывать, например, методом конечных элементов.

По распределению температуры вокруг каждой зоны расплава опре-

деляется момент, после которого необходим переход к полностью чи-

сленному решению.

ЛИТЕРАТУРА

Sharma A.

Tyagi V.V.

Chen C.R.

Buddhi D.

Review on thermal energy storage

with phase change materials and applications // Renewable and Sustainable Energy

Reviews. 2009. Vol. 13. P. 318–345.

Manish K. Rathod

Jyotirmay Banerjee

. Numerical investigation on latent heat storage

unit of different configurations // World Academy of Science, Engineering and

Technology. 2011, Vol. 51. P. 813–818.

Review

on thermal energy storage for air conditioning systems / A. Al-Abidi, Mat

Sohif Bin, K. Sopian, M.Y. Sulaiman, C.H. Lim, Th. Mohammad Abdulrahman //

Renewable and Sustainable Energy Reviews. 2012. Vol. 16. P. 5802–5819.

Alexiades V.

Solomon A.D.

Mathematical modeling of melting and freezing

processes. Bristol: Hemisphere Publishing Corporation, 1993. 336 p.

Bauer T.

Approximate analytical solutions for the solidification of PCMs in fin

geometries using effective thermophysical properties // International Journal of Heat

and Mass Transfer. 2011. Vol. 54. P. 4923–4930.

110

ISSN 1812-3368. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Естественные науки”. 2015. № 1