förlängning av giltigheten av klumpad kapacitansmetod för stort Biot-nummer i termisk lagringsapplikation

i ett typiskt värmeenergilagringssystem används vanligtvis en värmeöverföringsvätska för att deponera/extrahera värme när den strömmar genom en packad bädd av fast termiskt lagringsmaterial. En endimensionell modell av värmeöverföring och energilagring/extraktion för ett värmelagringssystem med packad säng har tidigare utvecklats av författarna. Modellen behandlar den övergående värmeledningen i värmelagringsmaterialet med hjälp av klumpad kapacitansmetod, vilket inte är giltigt när Biot-numret är stort. Det nuvarande arbetet presenterar en effektiv värmeöverföringskoefficient mellan fast och vätska för stora Biot-tal. Med den korrigerade värmeöverföringskoefficienten kan den klumpade kapacitansmetoden tillämpas för att modellera termisk lagring i ett brett spektrum av Biot-nummer. Fyra typiska strukturer för det fasta termiska lagringsmaterialet beaktas. Formler för effektiv värmeöverföringskoefficient (och effektivt Biot-nummer) presenteras. För att verifiera förutsägelsen med den klumpade kapacitansmetoden med hjälp av den effektiva värmeöverföringskoefficienten jämför vi resultaten med motsvarande analytiska lösningar. Resultaten är i mycket god överenskommelse. Den effektiva värmeöverföringskoefficienten förlängde giltigheten för den klumpade kapacitansmetoden till stora Biot-tal, vilket är av betydelse för analysen av värmeenergilagringssystem.