一种电热固体蓄热装置蓄热过程的数值模拟.docx

一种电热固体蓄热装置蓄热过程的数值模拟侴爱辉 1 ,赵伟 2( 1. 北京科技大学 机械工程学院 ,北京 100083;2. 哈尔滨工业大学 能源科学与工程学院 ,黑龙江 哈尔滨 150001 )摘要 :本文对 10 kW 电热固体蓄热装置的蓄热过程进行了数值模拟 ,在将蓄热固体颗粒和粒子间的空气看作均相介质的假设基础上 ,建立了蓄热过程中蓄热体内径向传热模型 ,根据初始条 件和边界条件进行了数值计算 ,分析了误差产生可能原因 ,并利用有效导热系数分析了数值解和实 验结果之间的误差 。关键词 :电热固体蓄热 ;数值模拟 ;传热模型 ;有效导热系数 ;误差分析中图分类号 : TK172文献标识码 : A文章编号 : 1002 - 6339 ( 2011 ) 05 - 0424 - 05Num er ica l S im u la t ion of O n e K in d of E lec tr icHea t So l id Hea t S tora ge D ev ice Hea t S tora ge Proce ssCHOU A i - hu i1 , ZHAO W e i2( 1. Schoo l of M echan ica l Enginee ring, B e ijing In stitu te of Techno logy, B e ijing 100083 , Ch ina;2. Schoo l of Ene rgy Sc ience and Enginee ring, H a rb in In stitu te of Techno logy, H a rb in 150001 , Ch ina)A b stra c t: In th is p ap e r, e lec tric hea t so lid hea t sto rage device of 10 kW hea t sto rage p roce ss wa s sim u la2ted1R ad ia l hea t tran sfe r mode l of the device du ring hea t sto rage wa s bu ilt on an a ssump tion tha t so lid hea t sto rage granu le s and a ir be tween the granu le s we re rega rded a s homogeneou s m ed ia and num e rica l ca lcu2 la tion of the mode l wa s m ade acco rd ing to o rigina l and bounda ry cond ition s of the mode l1E rro r ana lysis wa s done and effec tive conduc tion coeffic ien t wa s u sed fo r ana lyzing e rro rs be tween num e rica l va lue s so lu2 tion s and exp e rim en ta l re su lts1Key word s: e lec tric hea t so lid hea t sto rage; sim u la tion; hea t tran sfe r mode l; effec tive conduc tion coeffi2c ien t; e rro r ana lysis收利用以及工业与民用建筑和空调的节能等领域具有广泛的应用前景 ,目前已成为世界范围内的研究 热点。在我国 ,随着国民经济可持续发展战略的推进 ,经济结构的调整及人们生活质量的提高 ,用电构成 发生了很大的变化 ,高峰用电负荷增加 ,低谷用电大 量减少 ,峰谷差不断拉大 ,用电负荷率不断下降 ,给 电网经济运行带来困难 。电力的节约无疑对国民经济各部门和人民生活都是极为重要的 。电厂与用户0 引言蓄热技术是提高能源利用效率和保护环境的重 要技术 [ 1 ] ,几个研究者的调查显示 [ 2 ] : 蓄热系统在 太阳能利用 、电力的“移峰填谷 ”、废热和余热的回收稿日期 2011 - 08 - 11修订稿日期 2011 - 08 - 30作者简介 :侴爱辉 ( 1979 ～) ,女 ,硕士 ,工程师 ,主要从事实验教学与管理工作。·424·之间的供需矛盾可造成巨大的经济损失和能源的浪费 ,高峰电力负荷过高时 ,会造成供电不足和停电 , 必须建设 、安装额外负荷备用发电设备 ,这样势必增 加发电成本 。而在低峰电力负荷期间 ,则造成电厂