相變蓄熱是一種通過(guò)利用相變材料在發(fā)生相變過(guò)程中吸收或釋放熱量來(lái)儲(chǔ)存能量的技術(shù),其具有儲(chǔ)能密度大、儲(chǔ)熱能力強(qiáng)、相變溫度恒定等優(yōu)點(diǎn),可以有效緩解能量供求雙方在時(shí)間、地點(diǎn)以及強(qiáng)度上不匹配的問(wèn)題。因此,相變儲(chǔ)熱技術(shù)已被廣泛地應(yīng)用于化工行業(yè)、電力能源、航天和建筑節(jié)能等多個(gè)領(lǐng)域,是一種解決能源危機(jī)的有效途徑。相變蓄熱技術(shù)的關(guān)鍵因素是相變材料,然而目前相變材料的導(dǎo)熱系數(shù)比較低,致使傳熱效果不理想,限制了相變蓄熱技術(shù)在工業(yè)上的應(yīng)用。因此,相變蓄熱技術(shù)的強(qiáng)化問(wèn)題已成為當(dāng)今能源應(yīng)用領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。本研究主要是通過(guò)改變翅片管結(jié)構(gòu),研究其對(duì)蓄熱裝置性能影響。本文以石蠟作為相變儲(chǔ)熱材料,設(shè)計(jì)了一種新型雙開(kāi)角縱向翅片管結(jié)構(gòu)。采用數(shù)值模擬的方法,通過(guò)Fluent軟件對(duì)其蓄熱過(guò)程和放熱過(guò)程進(jìn)行了數(shù)值模擬。對(duì)比了無(wú)翅片和平直翅片對(duì)蓄/放熱性能的影響,同時(shí)探討了其結(jié)構(gòu)參數(shù)和邊界條件對(duì)蓄熱過(guò)程的影響。通過(guò)分析得出如下結(jié)論:(1)研究翅片結(jié)構(gòu)對(duì)蓄熱性能的影響機(jī)制。結(jié)果表明,在蓄熱過(guò)程中,本文設(shè)計(jì)的雙開(kāi)角縱向翅片相比于光管、平直翅片,石蠟完全熔化時(shí)間分別縮短了63.27%和23.53%;放熱過(guò)程中,石蠟?zāi)虝r(shí)間也分別縮短了60...

【文章頁(yè)數(shù)】：69 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 相變蓄熱技術(shù)概述
        1.2.1 蓄熱技術(shù)的分類(lèi)
        1.2.2 相變蓄熱技術(shù)的應(yīng)用
    1.3 相變材料的研究
        1.3.1 相變材料的分類(lèi)
        1.3.2 相變材料的選擇
        1.3.3 相變材料的研究進(jìn)展
    1.4 國(guó)內(nèi)外相變蓄熱技術(shù)強(qiáng)化傳熱研究現(xiàn)狀
    1.5 研究?jī)?nèi)容
第2章 相變蓄/放熱理論及數(shù)值求解方法
    2.1 引言
    2.2 相變蓄熱理論基礎(chǔ)
        2.2.1 相變蓄熱基本原理
        2.2.2 相變蓄熱特點(diǎn)
    2.3 相變蓄熱的數(shù)學(xué)模型
        2.3.1 溫度法模型
        2.3.2 焓法模型
    2.4 數(shù)學(xué)模型的求解方法
    2.5 Fluent軟件簡(jiǎn)介
        2.5.1 Fluent軟件特點(diǎn)
        2.5.2 Fluent軟件模擬流程
    2.6 Solidification/Melting模型理論
    2.7 本章小結(jié)
第3章 雙開(kāi)角翅片相變蓄熱單元蓄/放熱過(guò)程模擬
    3.1 引言
    3.2 翅片管
    3.3 物理模型
    3.4 數(shù)學(xué)模型
    3.5 控制方程
    3.6 模型及算法的選擇
        3.6.1 湍流模型
        3.6.2 SIMPLE算法
    3.7 網(wǎng)格劃分
    3.8 求解器及邊界條件設(shè)置
    3.9 結(jié)果與分析
        3.9.1 相變蓄熱單元蓄熱過(guò)程的結(jié)果與分析
        3.9.2 相變蓄熱單元放熱過(guò)程的結(jié)果與分析
    3.10 蓄熱單元的蓄熱量和蓄熱效率計(jì)算分析
    3.11 本章小結(jié)
第4章 雙開(kāi)角翅片相變蓄熱過(guò)程的系統(tǒng)優(yōu)化模擬
    4.1 引言
    4.2 翅片結(jié)構(gòu)對(duì)相變蓄熱過(guò)程的影響
        4.2.1 翅片數(shù)目對(duì)蓄熱過(guò)程的影響
        4.2.2 翅片開(kāi)角的角度對(duì)蓄熱過(guò)程的影響
        4.2.3 翅片厚度對(duì)蓄熱過(guò)程的影響
        4.2.4 無(wú)量綱高度對(duì)蓄熱過(guò)程的影響
        4.2.5 翅片開(kāi)角位置對(duì)蓄熱過(guò)程的影響
    4.3 邊界條件對(duì)相變蓄熱過(guò)程的影響
        4.3.1 載熱體入口溫度對(duì)相變蓄熱過(guò)程的影響
        4.3.2 入口流速對(duì)相變蓄熱過(guò)程的影響
    4.4 本章小結(jié)
結(jié)論與展望
參考文獻(xiàn)
致謝



本文編號(hào)：3856995