螺旋细通道金属氢化物反应器传热强化及性能研究
发布时间：2021-10-08 07:30
金属氢化物反应器由于储氢量大、压力低、耗能小等优点,成为储存和运输氢气的重要工具。氢化物与氢气反应过程中伴随着强吸/放热效应,使得反应器内的传热速率成为影响吸放氢性能的关键因素之一。本文针对具有良好的弹性以及温度补偿功能的螺旋细通道反应器进行了深入研究,并利用多元价值取向模型对多种反应器进行了综合评价。本文为了更好的对螺旋管结构参数进行优化,根据热平衡方程建立了圆形螺旋细通道反应器模型,并加工制作了反应器实物。通过数值模拟和实验对螺旋管换热器展开了研究,并实验获得螺旋管对流给热系数方程。通过模拟得出:螺旋管内流体与床层之间的强制对流换热是反应器的主要传热方式;圆形螺旋管结构参数对床层作用效力的数值模拟结果为Dc>Dt>Pt;并且随着流体流量变大,增加单位流量对床层温度的影响越来越小。利用床层数值模型方程对比了螺旋管管型对传热性能的影响,结果得出,不同管型螺旋管的传热性能顺序为椭圆螺旋管>圆形螺旋管>方形螺旋管。在此基础上,本文提出了仿生椭圆双螺旋细通道反应器（Conjugate Elliptical Spiral Mini-channel Reactor,简称C...
【文章来源】：西北大学陕西省 211工程院校
【文章页数】：88 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
固定床反应器[18]
(a) (b)图 1-4 (a)环盘式反应器[22]；(b)翅片式反应器[25] 世纪 90 年代初，多管换热的 MH 反应器出现[23]。2009年，意大利学者F立了反应床层内包含多跟换热管并伴有换热夹套的二维模型，如图1-5氢管，周围是换热管，床层外壁和反应器外壳之间是夹套，可以进一步量交换。2012 年 Bhouri M[27]等人提出了图 1-5(b)所示的多管束反应器氢化物床层，管外通换热流体。2013 年，西安交通大学的鲍泽威博士器优化的基础上建立了直管多管束反应器(Straight Tube Mini-channel TMR)三维模型，结构如图 1-5(c)所示，并提出了无量纲参数 N 用以探度对吸放氢速率的影响。2014 年，马进成等人[29]将换热管优化为图 1-结构。直管式反应器经过多年的发展已经相继将翅片、夹套、多管束等高了床层在吸放氢过程中热量的移除和供给速率，使反应器的性能得旋管式反应器
2009年，意大利学者Freni A[26]等人建立了反应床层内包含多跟换热管并伴有换热夹套的二维模型，如图1-5(a)所示。中心是氢管，周围是换热管，床层外壁和反应器外壳之间是夹套，可以进一步与床层进行热量交换。2012 年 Bhouri M[27]等人提出了图 1-5(b)所示的多管束反应器，管内是金属氢化物床层，管外通换热流体。2013 年，西安交通大学的鲍泽威博士[28]在传统反应器优化的基础上建立了直管多管束反应器(Straight Tube Mini-channel Reactor，简称 STMR)三维模型，结构如图 1-5(c)所示，并提出了无量纲参数 N 用以探究换热流体温度对吸放氢速率的影响。2014 年
【参考文献】：
期刊论文
[1]内螺旋管金属氢化物反应器吸氢过程数值分析及优化[J]. 鲍泽威,刘亮,袁晟毅. 四川大学学报(工程科学版). 2015(05)
[2]世界氢能技术研究和应用新进展[J]. 张聪. 石油石化节能. 2014(08)
[3]金属氢化物热压缩机吸放氢传热传质的对称性研究[J]. 马进成,杨福胜,王玉琪,吴震,鲍泽威,张早校,曹建党. 西安交通大学学报. 2013(09)
[4]带有内构件错流移动床颗粒流动特性的数值模拟[J]. 曹俊,金保昇,钟文琪,王恺,陶敏,张勇,陶贺. 机械工程学报. 2013(10)
[5]金属氢化物反应器吸氢过程的热质传递特性分析[J]. 鲍泽威,杨福胜,吴震,张早校. 西安交通大学学报. 2012(09)
[6]氢的制取及储存技术探讨[J]. 刘庆宾. 中国新技术新产品. 2011(17)
[7]氢能的研究进展[J]. 张轲,刘述丽,刘明明,张洪波,鲁捷,曹中秋,张辉. 材料导报. 2011(09)
[8]金属储氢材料研究进展[J]. 范士锋. 化学推进剂与高分子材料. 2010(02)
[9]金属合金及碳材料储氢的研究进展[J]. 卢国俭,周仕学,姜瑶瑶,雷桂芹,吴峻青,杨敏建. 材料导报. 2007(03)
[10]金属氢化物反应器的设计与过程模拟[J]. 王玉琪,杨福胜,张早校,冯霄,郭权发. 西安交通大学学报. 2006(07)
硕士论文
[1]螺旋管式储氢反应器的研究及性能评价[D]. 李海娣.西北大学 2016
本文编号：3423701
【文章来源】：西北大学陕西省 211工程院校
【文章页数】：88 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
固定床反应器[18]
(a) (b)图 1-4 (a)环盘式反应器[22]；(b)翅片式反应器[25] 世纪 90 年代初，多管换热的 MH 反应器出现[23]。2009年，意大利学者F立了反应床层内包含多跟换热管并伴有换热夹套的二维模型，如图1-5氢管，周围是换热管，床层外壁和反应器外壳之间是夹套，可以进一步量交换。2012 年 Bhouri M[27]等人提出了图 1-5(b)所示的多管束反应器氢化物床层，管外通换热流体。2013 年，西安交通大学的鲍泽威博士器优化的基础上建立了直管多管束反应器(Straight Tube Mini-channel TMR)三维模型，结构如图 1-5(c)所示，并提出了无量纲参数 N 用以探度对吸放氢速率的影响。2014 年，马进成等人[29]将换热管优化为图 1-结构。直管式反应器经过多年的发展已经相继将翅片、夹套、多管束等高了床层在吸放氢过程中热量的移除和供给速率，使反应器的性能得旋管式反应器
2009年，意大利学者Freni A[26]等人建立了反应床层内包含多跟换热管并伴有换热夹套的二维模型，如图1-5(a)所示。中心是氢管，周围是换热管，床层外壁和反应器外壳之间是夹套，可以进一步与床层进行热量交换。2012 年 Bhouri M[27]等人提出了图 1-5(b)所示的多管束反应器，管内是金属氢化物床层，管外通换热流体。2013 年，西安交通大学的鲍泽威博士[28]在传统反应器优化的基础上建立了直管多管束反应器(Straight Tube Mini-channel Reactor，简称 STMR)三维模型，结构如图 1-5(c)所示，并提出了无量纲参数 N 用以探究换热流体温度对吸放氢速率的影响。2014 年
【参考文献】：
期刊论文
[1]内螺旋管金属氢化物反应器吸氢过程数值分析及优化[J]. 鲍泽威,刘亮,袁晟毅. 四川大学学报(工程科学版). 2015(05)
[2]世界氢能技术研究和应用新进展[J]. 张聪. 石油石化节能. 2014(08)
[3]金属氢化物热压缩机吸放氢传热传质的对称性研究[J]. 马进成,杨福胜,王玉琪,吴震,鲍泽威,张早校,曹建党. 西安交通大学学报. 2013(09)
[4]带有内构件错流移动床颗粒流动特性的数值模拟[J]. 曹俊,金保昇,钟文琪,王恺,陶敏,张勇,陶贺. 机械工程学报. 2013(10)
[5]金属氢化物反应器吸氢过程的热质传递特性分析[J]. 鲍泽威,杨福胜,吴震,张早校. 西安交通大学学报. 2012(09)
[6]氢的制取及储存技术探讨[J]. 刘庆宾. 中国新技术新产品. 2011(17)
[7]氢能的研究进展[J]. 张轲,刘述丽,刘明明,张洪波,鲁捷,曹中秋,张辉. 材料导报. 2011(09)
[8]金属储氢材料研究进展[J]. 范士锋. 化学推进剂与高分子材料. 2010(02)
[9]金属合金及碳材料储氢的研究进展[J]. 卢国俭,周仕学,姜瑶瑶,雷桂芹,吴峻青,杨敏建. 材料导报. 2007(03)
[10]金属氢化物反应器的设计与过程模拟[J]. 王玉琪,杨福胜,张早校,冯霄,郭权发. 西安交通大学学报. 2006(07)
硕士论文
[1]螺旋管式储氢反应器的研究及性能评价[D]. 李海娣.西北大学 2016
本文编号：3423701
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/huaxuehuagong/3423701.html
