Y型纵翅片管式相变蓄热过程模拟与优化
本文关键词：Y型纵翅片管式相变蓄热过程模拟与优化 出处：《兰州理工大学》2016年硕士论文 论文类型：学位论文
【摘要】：当今世界能源问题日益严峻,能源的过度消耗已经成为人类必须要面对的重大问题之一。我国是发展中国家,21世纪以来国家的工业发展大步向前,经济得到了飞速提升,但是随之而来的能源问题也曝露出来,人们对能源的依赖性越来越强,缓解能源危机已经成为我们不可忽视的问题之一。相变蓄热技术可以将能量存储起来,减小甚至避免能量不必要的浪费,是缓解能源危机的有效手段之一。相变蓄热技术的优势在于当热量的供给间断不连续或是热量的需求与供给不平衡时,相变蓄热技术能够保证稳定的热量输出与储存。虽然蓄热密度大,但相变材料的导热系数往往较低,导致热量储存或输出的效率低下,这成为阻碍相变蓄热技术发展的关键因素,因此通过对传热过程的强化来改善相变蓄热技术中的不足成为重点研究方向,其中包括对蓄热器结构,以及对不同操作条件下蓄热过程的研究。利用强化传热技术与相变蓄热技术两项技术的结合,具体通过增大换热器的传热系数,换热面积以及换热器内相变材料与热载体的平均温度差,使相变材料的溶化时间缩短,提高相变传热的效率。本文主要对翅片管强化技术进行研究,开发一种新型的翅片管,建立了三维模型,并对物理模型进行数值模拟,主要采用FLUENT流体软件,对相变材料的溶化过程进行了研究。主要研究工作与结论:(1)开发了一种新型Y型纵翅片换热管,并建立了三维模型。(2)对所开发的Y型纵翅片换热管进行了数值模拟的研究,并与采用光管以及平直翅片管的换热结果进行了对比。(3)对所开发的Y型翅片管模型以及数值模拟中的边界条件进行优化设计,对翅片数量、厚度、前端开合角度大小进行了研究,并对不同载热体入口速度的工况进行了数值模拟。(4)研究结果表明本文提出的新型Y型纵翅片管换热效果优于光管和平直翅片管,大大缩短了相变材料的溶化时间。(5)通过对翅片数量、厚度、前段开合角度大小,以及载热体入口速度的研究,确定了最优模型与最优边界条件。
【学位授予单位】：兰州理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TK172
【参考文献】
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，本文编号：1332788
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