相变蓄热装置由于其蓄热密度大和放热效率高等特点可以有效地提高能源的利用率,但是由于相变蓄热装置参数的不确定性及应用环境的复杂性,对相变蓄热装置性能进行评价是一个重要问题。与传统的相变蓄热装置传热研究不同,本文引入了不确定传热的理念对相变蓄热装置传热进行研究,以期在不确定性传热分析方面给出相变传热的分析方法。本文对相变蓄热装置传热特性及优化研究主要包括以下几个方面:(1)本文以一种太阳能直接加热式相变蓄热装置为例,给出了其实验研究方法及计算传热分析方法;(2)基于不确定性传热分析方法,对不同因素对相变蓄热装置传热特性的影响进行了分析。重点对导热系数、相变温度、对流换热系数、散热流体流量以及流体管间距各参数在不同偏差范围情况下对蓄放热过程温度和蓄放热量的偏差度进行系统的计算分析;(3)利用数值模拟的方法对导热系数、对流换热系数、散热流体流量以及散热流体管间距进行了优化分析。通过研究可以得到以下结论:(1)对传热特性研究方法的研究表明:通过对相同工况下实验结果与模拟结果对比可以看出模拟计算与实验测试温度变化趋势大致相同且最大偏差率均在10%内,说明采用数学模型的准确性。(2)对参数偏差范围的研究表明:在相对偏差±20%时,过程温度的绝对偏差随着导热系数的增大而增大,随着对流换热系数以及散热流体流量的增大而减小,相变温度与管间距对过程温度绝对偏差的影响没有线性联系;不同相对偏差范围情况下:随着偏离度绝对值的增大,导热系数、管间距、对流换热系数以及流量对应的过程温度的绝对偏差均增大,相变温度对应计算的过程温度绝对偏差与其偏离度绝对值没有统一线性关系。不同导热系数、不同对流换热系数以及不同流量的偏离度在-30%～+30%范围内时,蓄(放)热量随着偏离度的增大而增大,不同管间距的偏离度在-30%～+30%范围内时,放热量随着偏离度的增大而减小,不同相变温度的蓄热量与偏离度没有统一线性关系。(3)优化研究表明:在其他实验条件不变的工况下,装置中相变蓄热材料综合导热系数最优值为8W/(m K)、流量的最优值为0.0008kg/s、对流换热系数最优值为600W/(m2·K)。随着管间相变材料填充厚度增加,装置的有效利用时间也在增加,当管间相变材料填充厚度达到0.1m以后装置的有效利用时间几乎不再变化。随着散热流体管间相变填充厚度增加,装置放热效率降低。