管内熔融盐强制对流传热的数值模拟

doi:10.12028/j.issn.2095-4239.2018.0247

储能科学与技术 ›› 2019, Vol. 8 ›› Issue (3): 544-550.doi: 10.12028/j.issn.2095-4239.2018.0247

管内熔融盐强制对流传热的数值模拟

孟强, 陈梦东, 胡晓, 王乐, 杨岑玉, 徐桂芝

全球能源互联网研究院有限公司, 先进输电技术国家重点实验室, 北京 102209

收稿日期:2018-12-18 修回日期:2019-01-15 出版日期:2019-05-01 发布日期:2019-03-19
通讯作者: 杨岑玉,博士,高级工程师,研究方向为储能技术,E-mail:yangcenyu@126.com
作者简介:孟强(1989-),男,硕士,工程师,从事熔盐传热蓄热研究,E-mail:15652352383@163.com
基金资助:
国家电网公司科学技术项目“熔融盐高温显热储热关键技术研究”（SGRI-DL-71-16-018）。

Numerical simulation of forced convective heat transfer of molten salt in tubes

MENG Qiang, CHEN Mengdong, HU Xiao, WANG Le, YANG Cenyu, XU Guizhi

State Key Laboratory of Advanced Transmission Technology, Global Energy Interconnection Research Institute Co., Ltd., Beijing 102209, China

Received:2018-12-18 Revised:2019-01-15 Online:2019-05-01 Published:2019-03-19

摘要/Abstract

摘要： 熔融盐作为太阳能热发电中的重要的传热蓄热介质，其强制对流传热特性对如何强化对流传热和设计以熔融盐作为工质的换热器具有很重要的指导意义。建立了熔融盐-油套管式换热器内不同种类的熔融盐在不同工况下的强制对流传热模型，数值模拟并理论研究了管内熔融盐强制对流传热特性，提出数值模拟的熔融盐对流传热关联式；并将数值模拟结果与实验结果进行了对比。在此基础上分析了流速对管内熔融盐对流传热系数和热流密度的影响规律。结果表明在Re处于10000～60000的范围内数值模拟和实验结果具有较好的一致性。

关键词: 熔融盐, 强制对流换热, 数值模拟, 套管式换热器

Abstract: Numerical simulations were performed on forced convective heat transfer characteristics of molten salts in tubes. Correlations were proposed for the convective heat transfer coefficient. The numerical results were compared with experiments and a good agreement was obtained at a Reynold number between 10000 and 60000.

Key words: molten salt, forced convection heat transfer, numerical simulation, heat exchanger

中图分类号:

TK11
TK02

孟强, 陈梦东, 胡晓, 王乐, 杨岑玉, 徐桂芝. 管内熔融盐强制对流传热的数值模拟[J]. 储能科学与技术, 2019, 8(3): 544-550.

MENG Qiang, CHEN Mengdong, HU Xiao, WANG Le, YANG Cenyu, XU Guizhi. Numerical simulation of forced convective heat transfer of molten salt in tubes[J]. Energy Storage Science and Technology, 2019, 8(3): 544-550.

参考文献

[1] SHIRVAN K M, ELLAHI R, MIRZAKHANLARI S, et al. Enhancement of heat transfer and heat exchanger effectiveness in a double pipe heat exchanger filled with porous media:Numerical simulation and sensitivity analysis of turbulent fluid flow[J]. Applied Thermal Engineering, 2016, 109:761-774.
[2] HASHEMIAN M, JAFARMADAR S, NASIRI J, et al. Enhancement of heat transfer rate with structural modification of double pipe heat exchanger by changing cylindrical form of tubes into conical form[J]. Applied Thermal Engineering, 2017, 118:doi:10.1016/j. applthermaleng.2017.02.095.
[3] VAEZI S, KARBALAEE M S, HANAFIZADEH P. Effect of aspect ratio on heat transfer enhancement in alternating oval double pipe heat exchangers[J]. Applied Thermal Engineering, 2017, 125:doi:10.1016/j.applthermaleng.2017.07.070.
[4] SHARIFI K, SABETI M, RAFIEI M, et al. Computational fluid dynamics (CFD) technique to study the effects of helical wire inserts on heat transfer and pressure drop in a double pipe heat exchanger[J]. Applied Thermal Engineering, 2018, 128(C):898-910.
[5] SAHITI N, KRASNIQI F, FEJZULLAHU X, et al. Entropy generation minimization of a double-pipe pin fin heat exchanger[J]. Applied Thermal Engineering, 2008, 28(17):2337-2344.
[6] MAAKOUL A E, METOUI M E, ABDELLAH A B, et al. Numerical investigation of thermohydraulic performance of air to water double-pipe heat exchanger with helical fins[J]. Applied Thermal Engineering, 2017, 127:127-139.
[7] DASTMALCHI M, SHEIKHZADEH G A, AREFMANESH A. Optimization of micro-finned tubes in double pipe heat exchangers using particle swarm algorithm[J]. Applied Thermal Engineering, 2017, 119:1-9.
[8] 刘斌. 熔融盐圆管内强迫对流换热的实验研究[D]. 北京:北京工业大学, 2009. LIU B. Experimental study for forced convective heat transfer with molten salt in a circular tube[D]. Beijing:Beijing University of Technology, 2009.
[9] 刘闪威, 吴玉庭, 崔武军, 等. 低熔点熔盐圆管内强迫对流换热[J]. 化工学报, 2015, 66(2):530-536. LIU S, WU Y, CUI W, et al. Forced convection heat transfer in low melting point molten salt circular tube[J]. Journal of Chemical Engineering, 2015, 66(2):530-536.
[10] 戴锅生. 传热学[M]. 第2版, 北京:高等教育出版社, 1999.

[1]	冯国会, 王天雨, 王刚. 封装方式对相变水箱蓄放热性能影响模拟分析[J]. 储能科学与技术, 2022, 11(7): 2161-2176.
[2]	叶文兰, 赵明, 胡明禹, 田扬. 管束式相变蓄热器的蓄放热性能分析[J]. 储能科学与技术, 2022, 11(7): 2151-2160.
[3]	李仲博, 汉京晓, 王成成, 杨慧, 杨娜, 尹少武, 王立, 童莉葛, 唐志伟, 丁玉龙. 热化学反应器放热过程模拟及参数影响规律[J]. 储能科学与技术, 2022, 11(7): 2133-2140.
[4]	李洪涛, 张帅, 李旭东, 纪运广, 孙明旭, 李欣. 单罐式储能换热系统在热风无纺布工艺中的应用[J]. 储能科学与技术, 2022, 11(7): 2250-2257.
[5]	吴小凌, 周涛, 刘钰照, 杜艳平, 陈会平, 李顺. 基于空气紊流的中空底孔微柱阵列设计及强化散热数值研究[J]. 储能科学与技术, 2022, 11(6): 1980-1987.
[6]	甘露雨, 陈汝颂, 潘弘毅, 吴思远, 禹习谦, 李泓. 锂电池安全性多尺度研究策略：实验与模拟方法[J]. 储能科学与技术, 2022, 11(3): 852-865.
[7]	张晓光, 潘晓楠, 李金铭, 刘丽, 何燕. 电池排布对锂电池组相变热管理性能的影响[J]. 储能科学与技术, 2022, 11(1): 127-135.
[8]	田辉, 华栋, 曼茂立, 刘春哲, 李国君, 张兄文. 板式固体氧化物燃料电池积碳特性的数值研究[J]. 储能科学与技术, 2022, 11(1): 291-296.
[9]	李正, 刘祯, 吴华伟, 谢东升, 钱伟. 涡旋压缩机切向泄漏瞬态流场特性[J]. 储能科学与技术, 2021, 10(5): 1579-1588.
[10]	刘丽辉, 张航, 彭子安, 李杰, 孙小琴. 板式相变储能换热器的性能优化[J]. 储能科学与技术, 2021, 10(5): 1745-1752.
[11]	熊亚选, 张慧, 吴玉庭, 丁玉龙. 纳米颗粒对二元硝酸盐表面张力和密度的影响[J]. 储能科学与技术, 2021, 10(4): 1297-1304.
[12]	王君雷, 徐祥贵, 孙通, 姚华, 宋民航, 王燕, 黄云. 一种螺旋翅片式相变储热单元的储热优化模拟[J]. 储能科学与技术, 2021, 10(2): 514-522.
[13]	梁卫华, 吴大勇, 舒均国. 逗号刮刀涂布流场理论分析与数值模拟[J]. 储能科学与技术, 2021, 10(2): 565-576.
[14]	邓婷婷, 蔡颖玲. 笼屉式水箱中膨胀石墨对石蜡熔化和凝固过程的影响[J]. 储能科学与技术, 2021, 10(1): 190-197.
[15]	邹燚涛, 裴后举, 施红, 朱信龙, 杨凯杰, 王均毅. 某型集装箱储能电池组冷却风道设计及优化[J]. 储能科学与技术, 2020, 9(6): 1864-1871.

管内熔融盐强制对流传热的数值模拟

Numerical simulation of forced convective heat transfer of molten salt in tubes

PDF

可视化

摘要/Abstract

引用本文

使用本文

参考文献

相关文章 15

编辑推荐

Metrics

本文评价