Design and optimization of a bionic-lotus root inspired shell-and-tube latent heat thermal energy storage unit

潜热 材料科学 管(容器) 热能储存 储能 壳体(结构) 热的 机械 热力学 复合材料 物理 功率(物理)
作者
Long Gao,Yi-Min Deng,Shuang Liu,Fu-Yao Ren,Man Pun Wan,Yang Lizhong
出处
期刊:International Journal of Heat and Mass Transfer [Elsevier BV]
卷期号:226: 125437-125437 被引量:4
标识
DOI:10.1016/j.ijheatmasstransfer.2024.125437
摘要

Thermal energy storage (TES) is crucial in the efficient utilization and stable supply of renewable energy. This study aims to enhance the performance of shell-and-tube latent heat thermal energy storage (LHTES) units, particularly addressing the issue of the significant melting dead zones at the bottom, which are responsible for the long charging time. This paper proposed a new heat transfer enhancement technique inspired by the air channel distribution inside the root of the lotus. Numerical simulations are used to explore its melting behavior and heat storage performance, and a comparison is made with conventional shell-and-tube TES units. The results indicate that compared to the single-tube type, the bionic-lotus root type reduced the total melting time by 89.1 %, increased the average temperature by 13.2 °C, and enhanced the average effective power density by 7.6 times. Subsequently, multi-objective optimization was conducted based on response surface methodology, and an industrial standard type was constructed according to existing pipeline products to meet the manufacturing standards for mass production. The melting time was further decreased by 5.8 %, and the average effective power density increased by 6.6 %. The results of this study provide a promising and prospective solution for enhancing shell-and-tube LHTES units, with the potential to increase the efficiency, reduce the footprint and manufacturing costs of energy systems equipped with TES.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
氟锑酸完成签到 ,获得积分10
1秒前
忞航完成签到 ,获得积分10
4秒前
Silence完成签到 ,获得积分10
6秒前
贰鸟应助王富贵采纳,获得10
9秒前
Smoiy完成签到 ,获得积分10
12秒前
weng完成签到,获得积分10
13秒前
笑笑完成签到,获得积分10
14秒前
pagemao完成签到 ,获得积分10
14秒前
15秒前
mbl2006完成签到 ,获得积分10
20秒前
背书强完成签到 ,获得积分10
20秒前
feihua1完成签到 ,获得积分10
21秒前
小亮哈哈完成签到,获得积分0
22秒前
Wang发布了新的文献求助10
22秒前
keleboys完成签到 ,获得积分10
22秒前
nine2652完成签到 ,获得积分10
28秒前
姚怜南完成签到,获得积分10
30秒前
31秒前
wanghao完成签到 ,获得积分10
32秒前
威武画板完成签到 ,获得积分10
34秒前
mark33442完成签到,获得积分10
35秒前
JUNE发布了新的文献求助30
37秒前
37秒前
有终完成签到 ,获得积分10
39秒前
fishss完成签到,获得积分10
41秒前
胡燕完成签到 ,获得积分10
42秒前
柏忆南完成签到 ,获得积分10
43秒前
Zoe完成签到 ,获得积分20
43秒前
小梦完成签到,获得积分10
44秒前
量子星尘发布了新的文献求助30
50秒前
虎虎生威完成签到,获得积分10
53秒前
无限晓蓝完成签到 ,获得积分10
55秒前
QQLL完成签到,获得积分10
58秒前
方方完成签到 ,获得积分10
59秒前
马桶盖盖子完成签到 ,获得积分10
1分钟前
Zion完成签到,获得积分0
1分钟前
调皮从筠发布了新的文献求助20
1分钟前
木木杉完成签到 ,获得积分10
1分钟前
方俊驰发布了新的文献求助10
1分钟前
friend516完成签到 ,获得积分10
1分钟前
高分求助中
【提示信息,请勿应助】关于scihub 10000
A new approach to the extrapolation of accelerated life test data 1000
Coking simulation aids on-stream time 450
北师大毕业论文 基于可调谐半导体激光吸收光谱技术泄漏气体检测系统的研究 390
Phylogenetic study of the order Polydesmida (Myriapoda: Diplopoda) 370
Robot-supported joining of reinforcement textiles with one-sided sewing heads 360
Novel Preparation of Chitin Nanocrystals by H2SO4 and H3PO4 Hydrolysis Followed by High-Pressure Water Jet Treatments 300
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 生物化学 物理 内科学 纳米技术 计算机科学 化学工程 复合材料 遗传学 基因 物理化学 催化作用 冶金 细胞生物学 免疫学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 4015603
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3555597
关于积分的说明 11318138
捐赠科研通 3288782
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1812284
邀请新用户注册赠送积分活动 887882
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 812015