带涡流结构相变材料

熔化时间减半

集成特斯拉阀涡流结构,打破热边界层,显著缩短太阳能储能系统的熔化时间,同时结合机械振动进一步增强传热。

Pang, Xiaowen · Yonghan, Xin · Yujia, Zhao · Shunxiang, Cao

Applied Thermal Engineering 2025

参数信息

熔化时间缩短率
59.9 %
熔化时间
178 s
振动下熔化时间缩短率
13.4 %
振动下熔化时间缩短率
13.36 %
自然对流瑞利数范围
11,400 to 1,140,000

技术优势

熔化时间减半

90°分流角诱发强涡流扰动,破坏贴壁热边界层,使熔化时间缩短59.9%,并可在178秒内完成熔化。

振动可进一步提速

叠加微小振幅机械振动(0.0003 m、100 Hz)时,30°和60°构型的熔化时间再缩短13.4%和13.36%,与几何结构产生协同。

自然对流可被调控

在Ra数范围11,400–1,140,000内,提高Ra数可增强传热,尤其对90°构型;但分流角超过90°后边界层增厚、强化效果下降。

优于翅片和倾角方案

与使用翅片结构或优化倾斜角度的已有研究相比,本设计的熔化时间缩短幅度更大。

应用场景