Тепловое аккумулиров ание энергии
Твердая аккумулирующая среда
Некоторые теплофизические свойства твердых аккумулирующих сред представлены в табл. 2.2. Объемные теплоемкости их, как правило, высоки, так же как и возможности изменения температур (которые едва ли используются полностью). Из таблицы видно, что чугун имеет наибольшую теплоемкость среди металів. Среди неметаллов клинкер (огнеупорная глина) имеетудовлетворительную теплоемкость, но низкую теплопроводность. Высокую теплоемкость имеют также окислы алюминия (А1203) и магния (MgO). Однако в отношении теплопроводности и стоимости окись магния предпочтительнее, поэтому она считается хорошей твердой теплоаккумулирующей средой. Другой подходящей теплоаккумулирующей средой является феолит — спеченный в форме кирпича порошок окиси железа [2.14, 2.15].
|
Среда |
Темпера тура плавле- |
Плотность ’) р, кг/м:| |
Удельная тепло |
Объемная теплоемкость рс |
Тепло провод |
|
|
ния /пл, °С |
емкость с, кДжДкг-К) |
кДж/(м’-К) |
кВт-ч/ (м1- К) |
ность ВтДм-К) |
||
|
а) Металлы [2.16] |
||||||
|
Низколегированная сталь |
1510 |
7850 |
0,46 |
3615 |
1,00 |
50 |
|
Чугун |
1150-1300 |
7200 |
0,54 2) |
3920 2) |
1,09 |
42 2) |
|
Медь |
1083 |
8960 |
0,39 |
3190 |
0,97 |
395 |
|
Алюминий б) Неметаллы |
660 |
2700 |
0,92 |
2490 |
0,69 |
200 |
|
Клинкер (огнеупорная глина) |
2100—2600 |
1,0 |
2350 |
0,65 |
1,0-1,5 |
|
|
А1А (90%) |
1700 3) |
3000 |
1.0 |
3000 |
0,83 |
2,5 |
|
МЕ0 (90%) |
1700 3) |
3000 |
1,0 |
3000 |
0,83 |
4,5-6 |
|
Феолит |
— |
— |
— |
3700 |
1,03 |
5 |
|
Скальные породы |
1300-2600 |
0,8-0,9 |
1600—2300 |
0,44—0,64 |
1,5-5,0 |
|
Таблица 2.2. Теплофизические характеристики твердых аккумулирующих сред |
|
О При комнатной температуре. |
|
3) Среднее значение между 20 и 300°С (зависит от температуры и состава) по Знмпель» кампу. |
|
) Тугоплавкость под нагрузкой. |
Сравнивая теплоемкость твердых и жидких аккумулирующих сред, необходимо учитывать объем пустот в твердых телах и объем каналов для теплоносителя, с одной стороны, и теплоемкость теплоносителя, находящегося в сосуде, — с другой. Другими словами, эффективная теплоемкость в случае твердой аккумулирующей среды есть средневзвешенная теплоемкость твердого тела и теплоносителя.
Число, форма и размер каналов могут определяться природой твердого тела (например, в случае чугуна возможны более извилистые и узкие каналы, чем у огнеупорных материалов). Для гравийной засыпки этот неэффективный объем учитывают, используя насыпную плотность вместо кажущейся плотности камня. Насадки с произвольной засыпкой при частых температурных циклах могут быть подвержены усадке, а также радиальному расширению, которое может привести к повреждению обшивки или сосуда.
