技術論文とプレゼンテーション

热化学储能因其能量密度高且长期储存期间热损失可忽略不计等优势，在大规模和长时储能领域具有广阔的应用前景。然而，储能材料导热性较差，导致反应器内部传热受限，从而限制反应速率和储放热功率。板翅式结构通过引入高导热翅片增加传热面积、缩短热传导距离，为强化反应器传热提供了有效途径。因此，本研究建立了一个三维瞬态多物理场模型，用于研究板翅式热化学反应器中的水合过程。通过分析温度、浓度和流场的瞬态演变，阐明了传热传质与反应的耦合机制。研究使用COMSOL软件中的Darcy定律、固体和流体传热和非等温流动物理场接口完成传热传质的强耦合模拟，并通过域常微分和微分代数方程结合变量编写反应动力学方程构建反应模型。结果表明，增加翅片数量可增强传热并加速反应，但会减少有效储热体积，因此存在一个能使功率密度最大化的最优翅片数量；相比之下，翅片角度对反应器性能影响甚微。通过标准化回归系数分析确定了单元厚度、翅片数和单元长度是影响反应速率的主要的几何参数。这些发现为紧凑型板翅式热化学储能反应器的设计和优化提供了定量指导。