相变材料及梯级系统传热储热特性的理论与实验研究

发布时间：2021-09-22 23:42

　　太阳能、风能等可再生能源和工业余热具有不连续性和波动性的特点,无法直接产生稳定的能量输出,这对用户侧的直接用热或者发电并网均会产生不利影响;此外,能源供应与需求在时间和空间上的不匹配也会导致能源利用效率的低下。储热技术是解决上述问题的有效手段,其中相变储热技术因其储热密度较高、结构紧凑、运行温度恒定、操控简便、安全性高等特点而被认为是各方面性能比较均衡的储热技术,前景广阔。虽然相变储热技术的推广应用已陆续开展,但仍存在诸多问题亟需解决,比如传热强化、材料腐蚀、安全封装、系统优化等。本文基于相变储热的应用背景和研究现状,以基于相场法的固液相变理论研究、金属泡沫内固液相变的数值研究、梯级相变储热系统的实验研究和铝硅合金储热性能的实验研究四个方面为切入点,采用数值模拟与实验研究的方法对高效相变储热技术进行了较为全面和深入的研究与探讨。本文基于相场法建立了可考虑过冷（或过热）效应的固液相变数学模型,分别通过一维导热固液相变问题和二维方腔内考虑自然对流的熔化问题对数学模型在宏观尺度的适用性进行了验证。此外,探讨了动力学系数与过冷效应之间的关系。结果表明,基于相场法的数学模型可以模拟宏观尺度下的固... 

【文章来源】：上海交通大学上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：170 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

000年至2016年全球主要化石能源的已探明储量Fig.1-1Totalprovedreservesoffossilfuels,2000-2016

10 年与 2017 年全球可再生能源发电的平准化ed cost of electricity from renewable power gene源的成本持续下降，其竞争力和性价比可再生能源署在其发布的《可再生能源，已实现商业化运行的可再生能源发电，甚至更低。图 1-2 是国际可再生能源

第 5 页图 1-3 2012 年全球余热资源评估总量（PJ）[8]Fig.1-3 Estimated global waste heat distribution in 2012 (PJ)


本文编号：3404589