基于相变材料(PCM)的翅片管换热器在热废气能量回收中的热性能优化研究

来自某研究团队的研究人员针对工业废气余热回收效率低的问题，开展了基于石蜡(PCM)填充翅片管换热器的热性能研究。通过建立数学模型和实验验证，发现提高进气温度至68°C、降低空气质量通量，并将翅片高度优化至1.5cm、每10cm管长布置20个翅片时，系统加热效率可提升10.88%-15%，为工业废热回收系统设计提供了重要参数依据。

　　

这项研究创新性地采用石蜡(paraffin)作为相变材料(PCM)，构建了用于热废气能量回收的翅片管换热系统。实验设置以空气为加热流体、水为冷却介质，选用熔点为68°C的石蜡实现相变储热。通过建立数学模型模拟翅片管内石蜡的热累积过程，研究发现：当入口空气温度提升、空气质量通量降低时，系统表现出更优的加热/冷却效率。特别值得注意的是，翅片结构参数对性能影响显著——将翅片高度从0增至1.5cm时获得10.88%的效率提升，而在10cm管段内将翅片数量从0增加到20片时，效率增幅可达15%。该研究为工业余热回收系统的优化设计提供了关键参数支持。