相变储能技术在储能领域占有极其重要的地位,相变材料是相变储能技术的基础,在能量转换和利用过程中具有超高的体积能量密度和较窄的温度分布范围等优点,可以有效提高能源利用效率,消除能源供求在时间和空间上不匹配的矛盾。因此,相变储能技术在工业和民用领域得到了广泛应用。目前,国内外学者对相变储能技术的研究主要集中在低温和高温领域,对中温相变材料的储能过程研究较少,并且在数值模拟过程中往往忽略了固液相变材料体积的变化。因此,本文以中温相变材料赤藻糖醇为研究对象,考虑自然对流和体积膨胀现象,通过FLUENT软件对矩形腔储能装置中赤藻糖醇储能过程传热特性进行数值研究,研究结果为中温相变领域以及储能装置结构设计提供一定的参考依据。本文主要研究内容及结论有以下几个方面:1.在底部加热的矩形腔储能装置中,重点考虑了相变材料（Phase Change Material,PCM）腔体积分数对相变材料的流动和传热的影响。结果表明,PCM腔体积分数越大,总潜热储能时间越长,储能过程中PCM体积膨胀率越小,最大体积膨胀率不超过20%。当腔体积分数为80%时,在装置中间轴的底部有瑞利对流发展迅速而形成的羽状结构产生,使装置内部温度分布和相界面分布更均匀。2.讨论了在总储能面积不变的情况下,改变底部加热储能装置的宽高比对储能特性的影响。结果表明,随着宽高比的增大,总熔化时间呈现出先增大后减小再增大的趋势,PCM体积膨胀率呈现出先减小后增大再减小的趋势。3.对采用中心管加热方式的矩形腔储能装置中PCM的储能特性进行了研究。结果表明,熔化过程中自然对流现象主要强化中心管上方PCM的传热,提高中心管上方区域PCM的熔化速率,使PCM相界面呈现出上下不对称的形态,并使液相区域等温线发生弯曲,出现热分层现象。4.讨论了改变装置宽高比和加热棒布置情况对中心管加热的矩形腔储能装置赤藻糖醇储能特性的影响。结果表明,当装置宽高比增大时,PCM总熔化时间呈现出先减小后增大的变化趋势,PCM体积膨胀率呈现出先增大后趋于稳定的变化趋势。当宽高比为0.88时的总熔化时间最短,宽高比为0.64的PCM体积膨胀率最小。当径向布置2根加热管时,总潜热储能时间最短,赤藻糖醇的储能效果最好,比中心布置一根加热管的赤藻糖醇熔化时间缩短了36%。5.对比了底部加热和中心管加热方式下储能装置内赤藻糖醇传热效果发现,采用底部加热的储能装置储能效果最优。