固体电蓄热装置的热力学有限元分析
发布时间：2017-10-03 06:27
本文关键词：固体电蓄热装置的热力学有限元分析
【摘要】：现如今,空气污染严重,人们对环境保护的要求进一步提高。与此同时,供电峰谷差逐年增大,通常人们在用电高峰期用电,而低谷电能不能得到充分利用,这样给电网运行带来较大的经济损失,固体电蓄热装置作为采暖热源是减少煤炭燃烧、净化空气、充分利用低谷电能的有效方法。国内固体电蓄热装置的应用起步较晚,与国外相比还存在一些技术上的不足。在固体电蓄热装置实际生产供热的过程中,存在装置供热效率不高的问题,因此需要对装置的工作过程进行热力学分析和热效率的计算,为固体电蓄热装置的结构优化和可靠性设计提供参考依据。主要研究内容包括:(1)介绍固体电蓄热装置的设计原理、结构组成、工作原理及装置的关键部件,并用SolidWorks建立固体电蓄热装置的三维模型。(2)根据传热学基础利用有限元ANSYS软件对固体电蓄热装置蓄热过程进行模拟仿真,得到蓄热体内温度分布情况,然后与蓄热实验结果对比表明该方法模拟温度分布的可行性。(3)根据空气动力学基础利用FLUENT软件对固体电蓄热装置放热过程进行模拟仿真,得到装置内空气温度分布情况及蓄热体内温度分布情况,然后与放热实验结果对比表明该模拟方法的可行性。(4)根据装置蓄热过程的温度模拟结果及装置放热过程的空气动力特性分析结果对蓄热体通孔机械结构及装置进出口的结构进行合理改善,从而达到提高装置热效率的目的。本文研究成果为固体电蓄热装置的结构优化设计及运行参数的合理设置提供了模拟仿真研究基础,同时对固体电蓄热装置的实际应用具有重要的指导意义。
【关键词】：固体电蓄热装置 传热学 空气动力学 热效率
【学位授予单位】：沈阳工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TK02
【目录】：
- 摘要4-5
- Abstract5-9
- 第1章 绪论9-18
- 1.1 课题的研究背景和意义9
- 1.2 国内外固体电蓄热装置的研究现状9-12
- 1.2.1 国外固体电蓄热装置的研究现状9-11
- 1.2.2 国内固体电蓄热装置的研究现状11-12
- 1.3 电蓄热装置的分类和应用前景12-14
- 1.3.1 蓄热电锅炉的分类12-14
- 1.3.2 固体电蓄热装置的应用前景14
- 1.4 论文的研究方法和研究路线14-17
- 1.4.1 课题的研究方法14-15
- 1.4.2 课题拟解决的关键问题和研究路线15-17
- 1.5 本章小结17-18
- 第2章 固体电蓄热装置的结构研究18-24
- 2.1 固体电蓄热装置的设计原理18
- 2.2 固体电蓄热装置蓄热材料的选择18-21
- 2.2.1 蓄热材料的定义18-19
- 2.2.2 蓄热材料的类型及选择19-21
- 2.3 固体电蓄热装置的结构组成及工作原理21-23
- 2.3.1 固体电蓄热装置的结构组成21-22
- 2.3.2 固体电蓄热装置的工作原理22-23
- 2.4 本章小结23-24
- 第3章 固体电蓄热装置蓄热过程模拟及实验24-39
- 3.1 固体电蓄热装置蓄热实验研究24-25
- 3.2 固体电蓄热装置蓄热过程模拟25-27
- 3.2.1 蓄热体材料热物性的设定25
- 3.2.2 温度载荷的设定25-26
- 3.2.3 热对流的设定26-27
- 3.3 蓄热模拟结果与蓄热实验结果对比27-33
- 3.3.1 模拟结果27-29
- 3.3.2 实验结果及对比29-33
- 3.4 固体电蓄热装置的热效率计算及分析33-38
- 3.4.1 固体电蓄热装置热效率的计算33-35
- 3.4.2 蓄热体圆形孔直径尺寸对热效率的影响35-36
- 3.4.3 蓄热体方形孔对蓄热效率的影响36-38
- 3.5 本章小结38-39
- 第4章 固体电蓄热装置放热过程模拟及实验39-58
- 4.1 固体电蓄热装置放热理论及实验39-40
- 4.1.1 固体电蓄热装置放热理论39-40
- 4.1.2 固体电蓄热装置放热实验40
- 4.2 固体电蓄热装置放热过程模拟40-52
- 4.2.1 固体电蓄热装置的ANSYS建模40-42
- 4.2.2 固体电蓄热装置放热过程模拟42-52
- 4.3 放热模拟结果与放热实验结果对比52-53
- 4.4 进口腔处导流板结构对进口处温度分布的影响53-57
- 4.5 本章小结57-58
- 第5章 结论58-60
- 参考文献60-63
- 在学研究成果63-64
- 致谢64
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 陈新进;王庆顺;孙伟;;基于Fluent的蓄热体传热过程的数值模拟[J];机械工程师;2015年04期
2 陈佳;冯毅;;翅片缩放管相变蓄热体热工特性数值模拟[J];压力容器;2013年08期
3 刘鸿志;;雾霾影响及其近期治理措施分析[J];环境保护;2013年15期
4 渠雪;;浅谈雾霾天气成因及治理措施[J];科技资讯;2013年11期
5 O窗，
本文编号：963650
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