关于潜热热能存储系统中鳍片几何形状与设计对性能提升影响的综述

《Heat Transfer》：A Review of Fin Geometry and Design for Performance Enhancement in Latent Heat Thermal Energy Storage Systems

相变储热系统热性能提升通过优化fin结构，分析矩形、环形、螺旋及仿生fin的几何参数与热传导机制，指出纵向fin结构因制造简单最实用，而仿生与螺旋设计热效率更高但复杂度大，需平衡性能增益与PCM存储体积减少，提出建立多目标优化框架和长期稳定性研究的必要性。

　　

摘要

相变材料（PCMs）的低热导率一直是潜热热能存储（LHTES）系统性能的主要限制因素。本综述批判性地分析了大量致力于通过应用各种散热片几何形状和设计来克服这一限制的研究成果。文章深入探讨了散热片的几何参数、无量纲数值以及布置策略，包括矩形、环形、螺旋形、平板式以及新型仿生设计，并通过数值模拟和实验研究评估了这些设计对热性能的影响。分析表明，散热片的配置从根本上决定了导热与对流传热机制之间的平衡。虽然纵向排列的散热片结构由于其制造简单性而通常能提供最显著的性能提升，但树状和螺旋形等创新设计虽然增加了复杂性，却能够实现更优的热性能。文章指出了关键的两难选择，尤其是在热性能提升与相变材料存储体积减少之间的权衡。最后，综述强调了重要的研究空白，特别是需要开发同时考虑热性能、能量密度和经济可行性的多目标优化框架，并呼吁开展长期稳定性研究以评估先进散热片设计的实际应用价值。