赤藓糖醇相变蓄热装置热性能分析

发布时间：2022-10-10 21:11

　　本文对一种柱体式U型管储热单元在充放热过程中的热性能进行了数值模拟研究。该储热单元以相变温度为120℃的赤藓糖醇作为相变材料,以水作为传热流体。本文首先对该储热单元在水平放置情况下的完全充热过程进行了计算。同时分析了储热单元摆放方式、储热材料中添加碳纳米颗粒进行导热强化、添加翅片进行传热强化、不同传热流体入口流量以及不同传热流体充热温度对充热过程的影响规律。研究发现,在充热过程中,水平放置储热单元内相变材料在自然对流的作用下,单元上部的相变材料首先熔化,而单元下的相变材料则最后熔化。对于一个完全充热过程,储热单元竖直放置时完全熔化时间是水平放置时的1.4倍。只有当添加的碳纳米颗粒的体积比达到1%以上时,充热速率才有明显增加。当碳纳米颗粒的体积比达到2%时,充热过程中的完全熔化时间为纯相变材料情况下的77%。当传热流体的入口温度从413 K提高到433 K时,后者充热过程中的完全熔化时间降低为前者的48%。传热流体充热流量对充热过程中的相变材料的完全熔化时间影响很小。其次对该储热单元在水平放置情况下完全放热过程进行了计算。同时分析了储热单元摆放方式、储热材料中添加碳纳米颗粒进行导热强化和... 

【文章页数】：65 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
符号表
第1章 绪论
    1.1 选题背景及意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 储热器结构设计及热性能分析
        1.2.2 强化传热
    1.3 主要研究内容和研究目标
    1.4 研究工作创新性
第2章 U型管储热单元物理及数值模型
    2.1 物理模型
    2.2 数学模型
    2.3 边界条件和初始条件
        2.3.1 边界条件
        2.3.2 初始条件
    2.4 无关解验证
    2.5 模型验证
    2.6 本章小结
第3章 充热过程热性能分析及优化
    3.1 完全充热过程的热性能分析
    3.2 摆放方式比较
    3.3 添加纳米颗粒的影响
    3.4 添加翅片对充热过程的影响
    3.5 传热流体入口流量的影响
    3.6 充热温度的影响
    3.7 本章小结
第4章 放热过程热性能分析及优化
    4.1 完全放热过程热性能分析
    4.2 摆放方式的影响
    4.3 添加纳米颗粒对放热过程的影响
    4.4 添加翅片对放热过程的影响
    4.5 本章小结
第5章 结论与展望
    5.1 结论
    5.2 展望
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]进口速度对汽车空调冷凝器翅片换热性能影响分析[J]. 房颖,薛姣.  农机使用与维修. 2015(04)
[2]用稳态平板法测定储热材料导热系数的实验研究[J]. 茅靳丰,黄玉荣,李金田,刁孝发,李伟华,马晓光.  制冷与空调. 2010(05)
[3]光漏斗导光聚能高温相变储热直接供热式太阳能炉的性能研究[J]. 郑宏飞,陶涛,何开岩,薛晓迪.  太阳能学报. 2009(06)
[4]泡沫铜作为填充材料的相变储热实验[J]. 张涛,余建祖.  北京航空航天大学学报. 2007(09)

博士论文
[1]面向储热的纳米复合相变材料熔化传热特性实验研究[D]. 朱子钦.浙江大学 2018
[2]相变储热热泵热水器及其关键技术研究[D]. 王永川.浙江大学 2006

硕士论文
[1]太阳能中温相变储热器热损失的研究[D]. 刘俊峰.合肥工业大学 2015



本文编号：3690358