高温混凝土蓄热装置蓄热性能影响因素的研究
本文关键词： 太阳能 熔融盐 数值模拟 强化传热 蓄热 出处：《天津大学》2016年硕士论文 论文类型：学位论文
【摘要】：蓄热系统是太阳能热发电技术开发应用中的关键环节,而蓄热装置是蓄热系统技术工作的重点。太阳能用混凝土蓄热凭借其良好的环保特性和节能空间,在国内外受到极大关注。国内外在高温混凝土的制备方面进行了大量的研究,但在蓄热单元传热研究方面开展较少,尚存在不足。针对以上问题,对太阳能用混凝土蓄热开展探讨是一项既有理论价值,又有重要工程价值的课题。本文搭建了混凝土蓄热系统实验平台,对蓄热实验单元进行了温度场测试,利用模拟软件建立三维模型,并将实验数据与模拟数据进行对比,不断修正模型,最终结果表明实验值和模拟值的变化趋势基本保持一致,相对偏差不会超过9.66%,确定该模型可用于后续模拟分析。在此基础上,以混凝土作为蓄热介质,熔融盐作为传热介质,利用数值模拟对混凝土蓄热过程中的传热特性进行了分析。研究结果表明:当其他影响因素一定时,混凝土蓄热量随着进口流速的增大而增大,但当流速增加到0.2m/s后,流速对混凝土蓄热量的影响越来越小;当其他影响因素一定时,混凝土蓄热量随着入口温度的升高、混凝土导热系数的增大而不断增大;当其他影响因素一定时,混凝土蓄热量在换热管管间距为100mm可达到较大值;当其他影响因素一定时,换热管管径增大,混凝土蓄热速率加快,总蓄热量减小,同时所需钢材量增加,从而增大了蓄热成本。本文借鉴了一种有效提高混凝土蓄热速率的间歇式蓄热方式,研究表明,间歇式的蓄热方式可以有效的减少混凝土蓄热模块的等效蓄热时间,本蓄热单元存在间歇时间最优值。论文还在原有的模型基础上进行强化传热的结构优化模拟,分析了加不同结构肋片(环肋、直肋)对蓄热效果的影响。研究表明,肋片的加入使传热热阻减小、有效导热系数得以提高。其中环肋使得混凝土截面温度分布更加均匀,更有利于混凝土的长期使用。
[Abstract]:The thermal storage system is the key link in the development and application of the solar thermal power generation technology , and the heat storage device is the focus of the technical work of the thermal storage system .
【学位授予单位】：天津大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TU528
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，本文编号：1478506
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