【摘要】：近年來,我國可再生能源在整個能源結構中的比重不斷提高,尤其是風力發(fā)電發(fā)展迅速,具有良好的商業(yè)開發(fā)前景。但近幾年存在著嚴重的棄風限電現(xiàn)象,導致風力發(fā)電的利用率低。與此同時,由于北方地區(qū)燃煤供暖造成的霧霾等環(huán)境問題,政府已出臺各種政策逐步淘汰小型燃煤鍋爐,因此電能替代燃煤是城市清潔供暖的主要方向之一。針對以上問題,本文分別從復合相變儲熱材料、列管式儲熱單元的優(yōu)化模擬以及單元與系統(tǒng)的耦合關系等方面展開研究。(1)研制了三種中高溫復合相變儲熱材料,由載體材料(二氧化硅和氧化鎂)、中高溫相變材料(硝酸鹽和碳酸鹽)和高導熱材料(石墨)組成。通過載體微孔結構實現(xiàn)對相變材料的微封裝,使得制備的復合相變儲熱材料可在液相下無泄漏穩(wěn)定工作。(2)建立了列管式相變儲熱單元的數(shù)學模型,研究分析了換熱器排列方式、結構、列管間距、翅片數(shù)目對儲熱單元換熱性能的影響。研究結果表明,60°排列換熱器的熔化速率要快于90°排列換熱器的,這與兩種排列方式下的湍動能有關;與圓形換熱器結構相比,正方形換熱器儲熱性能更優(yōu);相比于無翅片的儲熱換熱器,添加翅片后儲熱性能得到顯著提升,相變材料熔化時間縮短66%;對中心距而言,在一定范圍內,隨中心距減小進出口降壓增大,但儲熱性能相應提高。(3)探討了儲熱單元與電制熱系統(tǒng)的耦合關系,對兩種儲熱系統(tǒng)結構建立數(shù)學模型,并建立簡單化實驗驗證模擬結果。模擬結果表明,隨著加熱溫度的升高,相變材料的熔化時間減少;在一定范圍內,單純增加相變材料的厚度不會改善儲熱效果,相變材料層的厚度應該適中;增加雷諾數(shù)可以增強相變材料的換熱性能,但會導致進出口壓降增大。
【圖文】：

究背景及意義源是人類生存活動的物質基礎和社會發(fā)展進步的動力，從某種意會的發(fā)展離不開能源的開發(fā)和利用。但隨著經(jīng)濟的快速發(fā)展和人民斷提高，導致能源的消耗急速增長，以及環(huán)境污染的問題日益嚴重問題已經(jīng)成為各個國家關注的問題之一。國的能源資源種類較多，總量也較豐富，但人均占有量遠遠低于世人均常規(guī)資源占有量不足，嚴重限制了我國經(jīng)濟發(fā)展。研究調查表消費結構中化石燃料占主要結構，而且未來幾十年的能源消費趨勢國的能源消費結構主要是以煤炭為主，但煤炭消耗和環(huán)境污染是有。根據(jù)國家統(tǒng)計局發(fā)布《2018 年國民經(jīng)濟和社會發(fā)展統(tǒng)計公報》的能源消費結構如圖 1-1 所示。

第 1 章 緒論地區(qū)燃煤供暖造成的霧霾等環(huán)境問題，政府已出臺各種政策逐爐，因此電能替代燃煤是城市供暖的主要方向之一。氣候原因，風電具有明顯的間歇性和波動性，，因此需要利用儲阻問題。儲能技術主要包括壓縮空氣儲能、飛輪儲能、電化學Kousksou T, 2014; Liu C, 2017）。相對于其他儲能方式，儲熱面都具有較大的經(jīng)濟性，如圖 1-2 所示（葛延峰, 2015）。因用形式為熱能，儲熱是最優(yōu)選擇。儲熱技術可以很好地解決能的不匹配問題，極大地促進國內新能源技術的規(guī)模化發(fā)展。
【學位授予單位】：中國地質大學(北京)
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：TU832;TB34

【參考文獻】

相關期刊論文 前10條

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本文編號：2637655