Modelování latentního akumulátoru tepla za požití komerčního CFD programu

Abstract

Práce se zabývá modelováním části latentního akumulátoru tepla typu výměník v komerčním CFD programu. V rešeršní části je uveden popis třech základních principů akumulace tepelné energie. Dále jsou popsány materiály používané k akumulaci latentního tepla. Na závěr jsou uvedeny hlavní typy konstrukce latentního zásobníku tepla. V praktické části je probrán model volné konvekce v tíhovém poli. Výsledky jsou diskutovány a porovnány s referenčním řešením pro různá Rayleighova čísla. Následně práce popisuje model tavení galia za použití metody efektivní tepelné kapacity s omezováním proudění neroztavené látky. Výsledky jsou porovnány s experimentálními a modelovanými hodnotami z vybrané práce. Závěrem je uveden fungující model výměníku ve tvaru trojbokého hranolu s umístěnou trubicí v jeho úhlech, kde mezi nimi proudí teplonosné médium. Při rozboru výsledků u modelu bylo provedeno porovnání 2 jeho různých délek, dále byl sledován vliv Reynoldsova čísla na rychlost přenosu tepla.

The diploma thesis deals with the modeling of a part of a latent heat storage of the exchanger type in a commercial CFD program. The research part describes three basic principles of thermal energy storage. Then, the materials used to accumulate latent heat are described. In conclusion, the main types of latent heat storage design are presented. In the practical part, the model of free convection in a gravitational field is discussed. The results are discussed and compared with the reference solution for different Rayleigh numbers. Subsequently, the work describes a model of gallium melting using the method of effective heat capacity with limiting the flow of unmelted material. The results are compared with experimental and modeled values from selected scientific paper. Finally, a working model of the exchanger in the shape of a triangular prism with placed tubes in its angles, where the heat transfer medium flows between them is presented. In analyzing the results, was made a comparison for two different model's lengths, and the effect of the Reynolds number on the heat transfer rate was also checked.