發(fā)布時間：2017-05-23 15:02

  本文關鍵詞：熔鹽強迫對流及混合對流傳熱研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：緊迫的能源形勢推動了太陽能熱發(fā)電技術的迅猛發(fā)展，而高溫傳熱蓄熱技術作為太陽能熱發(fā)電的關鍵環(huán)節(jié)，其性能的優(yōu)劣直接制約著系統(tǒng)效率的提升及光熱技術的應用前景。熔融鹽以其寬泛的使用溫度、蒸汽壓低、良好的穩(wěn)定性、經(jīng)濟性較好等優(yōu)點，成為當前太陽能熱發(fā)電站傳熱蓄熱工質(zhì)的首選。在光熱發(fā)電核心部件如熔鹽吸熱器、熔鹽換熱器中存在強迫對流傳熱過程，此外在吸熱器及槽式聚光集熱器中還存在非均勻加熱的混合對流傳熱現(xiàn)象。因此深入研究熔鹽強迫對流及混合對流傳熱規(guī)律有助于加深對吸熱器和換熱器傳熱機理的理解，進一步提升核心部件性能，為熔鹽吸熱器和換熱器設計提供理論依據(jù)和計算方法。 雖然，美國在上世紀五十年代到七十年代曾進行過熔鹽受迫對流傳熱實驗研究，但未得到熔鹽通用關聯(lián)式，也未曾與眾多經(jīng)典關聯(lián)式進行比對。此外，關于水平通道內(nèi)熔鹽混合對流傳熱的研究還未在公開文獻中見過相關報道。 本課題在國家“973”項目支持下，首先利用數(shù)值模擬方法研究了熔鹽在水平方管內(nèi)單面加熱時的混合對流傳熱過程。仔細分析了底面、側(cè)面及頂面加熱時熔鹽的流動與傳熱特性以及三種壁面加熱條件下局部Nux數(shù)與無量綱距離的變化規(guī)律；總結(jié)了Nu數(shù)與Ri數(shù)、Re數(shù)間的變化關系，并對模擬數(shù)據(jù)的平均Nu數(shù)與湍流混合對流經(jīng)典關聯(lián)式進行了對比。結(jié)果表明：非均勻加熱條件下產(chǎn)生的較大溫差導致的熔鹽密度差在重力作用下會產(chǎn)生浮升力效應，這種浮升力效應引發(fā)的二次渦流使得傳熱過程得到強化；三種加熱情況下局部Nux數(shù)在充分發(fā)展段隨流動距離的增加而增加，且增長趨勢各有不同；模擬數(shù)據(jù)的平均Nu數(shù)與關聯(lián)式的偏差絕大部分在±20%以內(nèi)，且Nu側(cè)面Nu底面Nu頂面。 其次，在原有熔鹽強迫對流傳熱實驗的基礎上對混合對流傳熱實驗進行了改造。試圖通過采用康銅膜及定制加熱器作為加熱元件來進行實驗，雖未獲得成功，但仍對失敗原因進行了仔細分析，并積累了一些經(jīng)驗且有助于后期定制試驗方案時避免此類問題的出現(xiàn)。 最后，總結(jié)了本實驗室得到的有關LiNO3與混合硝酸鹽Hitec在光滑管內(nèi)的傳熱實驗數(shù)據(jù)。在本實驗室得到的兩種熔鹽傳熱數(shù)據(jù)與國外公開文獻中的實驗數(shù)據(jù)的基礎上，擬合得到了通用實驗關聯(lián)式；再將實驗數(shù)據(jù)與經(jīng)典對流傳熱關聯(lián)式以及其他研究者公開發(fā)表文獻中的實驗數(shù)據(jù)進行比對，，充分驗證經(jīng)典傳熱關聯(lián)式對高溫熔融鹽的適用性，其中Hausen與Sider-Tate公式與本實驗室的熔鹽傳熱實驗數(shù)據(jù)關聯(lián)度較高。對三組結(jié)構(gòu)橫紋管內(nèi)混合硝酸鹽Hitec的強迫對流傳熱實驗數(shù)據(jù)進行分析，擬合得到了各節(jié)距下的實驗關聯(lián)式及包含橫紋管結(jié)構(gòu)參數(shù)的對流傳熱通用關聯(lián)式。
【關鍵詞】：混合熔鹽 混合對流 傳熱關聯(lián)式 方管
【學位授予單位】：北京工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2013
【分類號】：TK124
【目錄】：

• 摘要5-7
• Abstract7-9
• 物理量名稱及符號表9-12
• 第1章 緒論12-26
• 1.1 研究背景12-18
• 1.1.1 能源利用現(xiàn)狀12-13
• 1.1.2 太陽能熱發(fā)電技術13-15
• 1.1.3 傳熱蓄熱技術是太陽能熱發(fā)電的關鍵技術15-18
• 1.2 對流傳熱研究18-23
• 1.2.1 水平管混合對流研究現(xiàn)狀20-22
• 1.2.2 熔鹽強迫對流研究現(xiàn)狀22-23
• 1.3 本課題的研究內(nèi)容和目標23-26
• 第2章 水平方管內(nèi)熔鹽混合對流傳熱的數(shù)值模擬研究26-44
• 2.1 方管內(nèi)流動與傳熱模型26-29
• 2.1.1 幾何模型26-27
• 2.1.2 控制方程27-28
• 2.1.3 邊界條件28
• 2.1.4 網(wǎng)格無關性28-29
• 2.2 混合硝酸鹽物性參數(shù)29-30
• 2.3 數(shù)值模擬結(jié)果分析30-42
• 2.3.1 流動與傳熱特性30-36
• 2.3.2 局部 Nux數(shù)與 y/d 的變化趨勢36-39
• 2.3.3 Nu 數(shù)與 Ri 數(shù)、Re 數(shù)間的關系39-40
• 2.3.4 數(shù)值模擬數(shù)據(jù)處于混合對流區(qū)的判定40
• 2.3.5 模擬數(shù)據(jù)與經(jīng)典關聯(lián)式的對比40-42
• 2.4 本章小結(jié)42-44
• 第3章 水平方管內(nèi)熔鹽混合對流傳熱實驗44-58
• 3.1 實驗原理44
• 3.2 實驗臺介紹44-50
• 3.2.1 熔鹽循環(huán)環(huán)路44-48
• 3.2.2 導熱油循環(huán)環(huán)路48-49
• 3.2.3 套管式換熱器49
• 3.2.4 方管測試段49-50
• 3.2.5 測量系統(tǒng)50
• 3.3 實驗數(shù)據(jù)處理過程及誤差分析50-53
• 3.3.1 實驗數(shù)據(jù)處理過程50-51
• 3.3.2 誤差分析51-53
• 3.4 混合對流的初步試驗53-56
• 3.4.1 初步試驗53-54
• 3.4.2 試驗改進54-56
• 3.5 本章小結(jié)56-58
• 第4章 高溫熔鹽強迫對流傳熱關聯(lián)式的擬合58-74
• 4.1 光滑管內(nèi)熔鹽強迫對流傳熱58-67
• 4.1.1 熔鹽強迫對流傳熱實驗概況簡述58-60
• 4.1.2 光滑管過渡流和充分發(fā)展紊流實驗關聯(lián)式擬合60-61
• 4.1.3 實驗數(shù)據(jù)、文獻數(shù)據(jù)點與經(jīng)典關聯(lián)式的比對61-67
• 4.2 橫紋管熔鹽強迫對流傳熱67-71
• 4.2.1 橫紋管內(nèi)熔鹽強迫對流傳熱實驗概括簡述67-68
• 4.2.2 橫紋管傳熱關聯(lián)式擬合68-71
• 4.3 本章小結(jié)71-74
• 結(jié)論與展望74-76
• 參考文獻76-82
• 攻讀碩士學位期間所發(fā)表的學術論文82-84
• 致謝84

【相似文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 王雙成,王倩,石玉冰;波紋填料層壓降的新關聯(lián)[J];化肥設計;2001年03期

2 徐文灝;一組氮-氬-氧三元系統(tǒng)汽液平衡關聯(lián)式及其應用[J];深冷技術;1992年05期

3 邱霖,何杰;多進出口空間混合對流傳熱的數(shù)值分析[J];華南理工大學學報(自然科學版);1997年06期

4 范榮玉;;水吸收NH_3的氣相總傳質(zhì)系數(shù)研究[J];化學工程師;2005年11期

5 翟千鈞;孫鐘皓;谷波;;滾動轉(zhuǎn)子式壓縮機性能參數(shù)通用計算模型[J];低溫工程;2009年06期

6 國德旺;;攪拌流化床氣固間傳熱的研究[J];艦船防化;1999年S1期

7 馬小魁;丁國良;張圓明;;析濕工況下開縫翅片管換熱器空氣側(cè)熱質(zhì)比擬關系特性分析[J];機械工程學報;2008年02期

8 周華;陸云挺;;超臨界CO_2的管內(nèi)對流換熱研究[J];農(nóng)業(yè)裝備技術;2008年03期

9 石程名;王洋;宮世吉;;溴化鋰溶液豎管內(nèi)降膜蒸發(fā)傳熱性能分析[J];重慶大學學報;2010年09期

10 張穎;何茂剛;劉洋;郭盈;;基于對比態(tài)原理的常壓氣體黏度關聯(lián)式[J];工程熱物理學報;2011年01期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 張可;李實;鄭希譚;陳興隆;;交替條件期望變換確定油氣最小混相壓力[A];滲流力學與工程的創(chuàng)新與實踐——第十一屆全國滲流力學學術大會論文集[C];2011年

2 黃志光;汪榮順;顧安忠;;不凝結(jié)氣體水平管外凝結(jié)傳熱分析[A];上海市制冷學會2005年學術年會論文集[C];2005年

3 余洲生;;水平管內(nèi)固氣懸浮運動和沉積速度[A];中國機械工程學會物料搬運學會第二屆年會論文集（四）--物流與倉儲氣力輸送[C];1984年

4 吳世鳳;;微肋管內(nèi)蒸發(fā)換熱實驗關聯(lián)式概述[A];制冷空調(diào)新技術進展——第四屆全國制冷空調(diào)新技術研討會論文集[C];2006年

5 高飛;陳瑩;左建國;李維仲;;波紋翅片管式換熱器空氣側(cè)傳熱與阻力性能[A];中國制冷學會2009年學術年會論文集[C];2009年

6 趙宇;祁照崗;陳江平;;過冷式微通道平行流冷凝器數(shù)值模型[A];中國制冷學會2009年學術年會論文集[C];2009年

7 曹長青;劉明言;郭慶杰;;氣液固逆流三相湍動床局部含率分布的研究[A];中國顆粒學會2006年年會暨海峽兩岸顆粒技術研討會論文集[C];2006年

8 梁祥飛;張云鵑;朱松勤;邢淑敏;;毛細管內(nèi)R-22雍塞流量實驗及實用關聯(lián)式選擇[A];中國制冷學會2007學術年會論文集[C];2007年

9 段芮;;CC型一次表面換熱與阻力特性研究[A];中國動力工程學會透平專業(yè)委員會2010年學術研討會論文集[C];2010年

10 劉建;丁國良;;以R410A為工質(zhì)的空調(diào)換熱器性能仿真與實驗[A];上海市制冷學會2005年學術年會論文集[C];2005年

中國重要報紙全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 錢艷;企業(yè)該如何在網(wǎng)上吆喝[N];工人日報;2004年

2 朱艷燕;互聯(lián)網(wǎng)精細化運營時代來臨[N];中華工商時報;2003年

3 杰子;EMC發(fā)布Documentum ECM 6.5內(nèi)容管理解決方案[N];中國電子報;2008年

4 陸元婕 飛俠;搜索技術發(fā)展及未來趨勢[N];計算機世界;2001年

5 本報記者 鐘榮華;毛振華：臺州企業(yè)要從“低調(diào)”走向“張揚”[N];臺州日報;2005年

6 趙彬;客戶價值：開啟精細化運營時代[N];中國高新技術產(chǎn)業(yè)導報;2004年

7 本報記者 沈力鈞;BKD：我不是ERP[N];計算機世界;2002年

8 郭黎新;百年商衢又添新色[N];中國社會科學院院報;2006年

9 書清;北京工業(yè)大學太陽能熱發(fā)電傳熱蓄熱技術取得突破[N];大眾科技報;2007年

10 李偉;中小企業(yè)受益精準搜索[N];中國現(xiàn)代企業(yè)報;2008年

中國博士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 呂靜;二氧化碳跨臨界循環(huán)及換熱特性的研究[D];天津大學;2005年

2 曹長青;氣—液—固三相流化床流動特性的實驗研究與數(shù)值模擬[D];天津大學;2005年

3 胡憲偉;NdF_3-LiF-Nd_2O_3系熔鹽結(jié)構(gòu)的研究與應用[D];東北大學;2009年

4 胡海濤;R410A—潤滑油混合物管內(nèi)流動沸騰換熱和壓降特性的研究[D];上海交通大學;2008年

5 李偉;新型固態(tài)氧化物熔鹽電解模式與機理研究[D];武漢大學;2010年

6 葉為標;熱泵相變儲能換熱器強化傳熱數(shù)值模擬和實驗研究[D];華南理工大學;2012年

7 田曉虎;平行流冷凝器空氣側(cè)換熱性能和壓降的CFD仿真及試驗研究[D];重慶大學;2007年

8 楚化強;高效、高精度氣體非灰輻射模型的研究[D];華中科技大學;2012年

9 董軍啟;車輛冷卻系統(tǒng)空氣側(cè)特性研究[D];上海交通大學;2008年

10 李澤全;TiO2熔鹽電解制備鈦及其反應機理的研究[D];重慶大學;2011年

中國碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 陳聰;熔鹽強迫對流及混合對流傳熱研究[D];北京工業(yè)大學;2013年

2 姚愛林;用于超臨界水的傳熱查詢表的建立與評價[D];上海交通大學;2010年

3 崔饋饋;CO_2跨臨界循環(huán)氣體冷卻器換熱的理論分析與實驗研究[D];華北電力大學;2012年

4 秦娜;超臨界二氧化碳水平管內(nèi)傳熱的實驗研究和數(shù)值模擬[D];天津商學院;2006年

5 趙越;呼吸墻流動阻力與流量預測模型[D];大連理工大學;2013年

6 文航;滾動轉(zhuǎn)子式壓縮機性能實驗研究與模型分析[D];上海交通大學;2007年

7 李艷紅;煤液化油餾分的表面張力研究[D];太原理工大學;2007年

8 李程;基于跨臨界CO_2循環(huán)的微通道氣體冷卻器研究[D];華南理工大學;2011年

9 周文生;基于熱泵原理的低溫蒸發(fā)器設計研究[D];南京航空航天大學;2010年

10 王磊;垂直圓管內(nèi)超臨界水的傳熱特性研究[D];上海交通大學;2012年

  本文關鍵詞：熔鹽強迫對流及混合對流傳熱研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：388267