管壳式相变蓄热器的蓄热性能优化研究

发布时间：2017-01-02 09:07

  本文关键词：管壳式相变蓄热器的蓄热性能优化研究，由笔耕文化传播整理发布。

《河北工业大学》 2012年

管壳式相变蓄热器的蓄热性能优化研究

高旭亮  

【摘要】：当前生活生产的能源主要还是煤炭和石油，但是随着化石能源的枯竭以及使用过程中产生的环境污染问题日益突出。节能和环保问题已经成为最引人注目的问题，开发利用新能源已是当务之急。太阳能作为清洁而且可再生能源，有着广阔的应用空间，应用到太阳能热泵系统，可以有效缓解人们日常生活能耗攀升的问题。但是太阳能能量密度低，有间歇性，蓄热技术的产生就有效的解决了太阳能的供给与人们利用之间的矛盾。 管壳式相变蓄热器是最常用的蓄热装置，但是单纯的管壳式相变蓄热器，由于相变材料的导热系数很低，换热性能差，无法达到快速吸热放热的目的，必须采用有效的措施还提高相变材料的融化速度。 本文介绍了一种在管壳式相变蓄热器的内管上加了纵向直肋的新型蓄热装置，并建立相关的物理，数学模型，并进行数值模拟，研究相变的融化规律。 课题首先建立了简单的光管模型，在第一类边界条件下进行数值模拟，分析了融化过程中固液分界面的移动规律，温度场分布，以及自然对流对融化的影响，自然对流的存在加速了融化的速度。 在光管的基础上加入了直肋，建立物理模型数学模型，对其又进行数值模拟，发现加入肋片后融化时间大大的缩短，比较其与光管的固液面分布情况和速度场分布。而后对不同的肋片设置进行了9组模拟，分别分析了周向肋片数，肋片厚度，以及肋片分配因素对融化的影响。然后又针对在融化过程中管子底部融化慢的问题，又提出了复合肋片和肋片不对称分布两种模型，两种方法都有效的解决了这个问题。 在本文的最后，又提出了热管蓄热器模型，建立物理数学模型，模拟其相变材料的融化规律，并与肋片模型的融化时间作对比，热管的超导性可以有效增强蓄热器的换热，但是与肋片模型③和不对称模型B相比效果相当。热管的换热强化效果很好，但是关键在于怎么布置。

【关键词】：
【学位授予单位】：河北工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：TK02
【目录】：

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