本文關(guān)鍵詞：具有相變蓄熱體的蓄熱換熱器研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：能源是人類發(fā)展的基礎(chǔ)物質(zhì)條件，嚴(yán)峻的能源形勢要求開展節(jié)能減排和開發(fā)新能源，而蓄熱技術(shù)能夠?qū)⒒どa(chǎn)及許多工業(yè)過程中排放的不連續(xù)、不穩(wěn)定的能量儲存起來，可緩解能源供給與需求失配的矛盾，是節(jié)能減排的有效途徑之一。相變蓄熱因其蓄能密度大、蓄熱溫差變化小、容易控制等優(yōu)點(diǎn)而成為最有發(fā)展前途的蓄熱技術(shù)之一。與此同時相變蓄熱高效儲能的實(shí)現(xiàn)離不開蓄熱性能優(yōu)良的相變材料和換熱性能良好地蓄熱裝置，本文在研究相變蓄熱理論的基礎(chǔ)上提出了一種橫紋槽翅片管相變蓄熱體，并利用Fluent軟件模擬了其蓄放熱性能，探討了其結(jié)構(gòu)參數(shù)對相變蓄放熱的影響規(guī)律。本文具體研究內(nèi)容及結(jié)論如下： ⑴首先，從理論上介紹相變材料的熱物性、相變材料的選擇、相變傳熱的強(qiáng)化及相變蓄熱數(shù)值求解方法；其次，對相變蓄熱體進(jìn)行模擬研究，分析不同結(jié)構(gòu)相變蓄熱體在蓄放熱過程的傳熱特性和載熱流體的流動和傳熱特性；最后探討橫紋槽翅片管結(jié)構(gòu)參數(shù)對相變蓄放熱的影響。 ⑵不同結(jié)構(gòu)相變蓄熱體蓄熱過程模擬結(jié)果表明：①相變蓄熱體結(jié)構(gòu)不影響煙氣流速沿流道中心向兩側(cè)呈近似拋物線分布，但橫紋槽管相變蓄熱體流道內(nèi)氣體流速波動大，壓降比光管相變蓄熱體增大了約3.97倍；②橫紋槽強(qiáng)化煙氣傳熱，蓄熱時橫紋槽相變蓄熱體煙氣出口溫度比光管煙氣出口溫度降低了34.4K；③橫紋槽翅片管相變蓄熱體相變材料熔化最快，蓄熱周期最短，橫紋槽翅片管相變蓄熱體完全熔化時間比翅片管相變蓄熱體、橫紋槽管相變蓄熱體、光管相變蓄熱體約分別縮短了10.7%，28.6%，42.9%。 ⑶不同結(jié)構(gòu)相變蓄熱體放熱過程模擬結(jié)果表明：①橫紋槽強(qiáng)化空氣換熱，放熱時橫紋槽相變蓄熱體空氣出口溫度比光管相變蓄熱體出口溫度約高14.1K；②翅片強(qiáng)化相變材料傳熱，橫紋槽翅片管相變蓄熱體相變材料凝固最快，放熱周期最短，橫紋槽翅片管相變蓄熱體完全凝固時間比翅片管相變蓄熱體、橫紋槽管相變蓄熱體、光管相變蓄熱體分別縮短了7.7%，17.9%，30.8%，且相同相變蓄熱體相變材料凝固速度遠(yuǎn)小于其熔化化速度。 ⑷改變橫紋槽翅片管結(jié)構(gòu)參數(shù)，，相變蓄熱體蓄放熱過程模擬結(jié)果表明：①翅片厚度基本不影響相變蓄放熱過程，相變蓄熱體平均蓄放熱流密度以及出口流體溫度變化不大；②翅片高度、間距以及橫紋槽環(huán)肋高度和節(jié)距對相變蓄熱體蓄放熱性能影響較大，蓄熱狀態(tài)橫紋槽翅片管相變蓄熱體平均熱流密度約分別是翅片管相變蓄熱體、橫紋槽管相變蓄熱體、光管相變蓄熱體平均熱流密度的3.24倍、3.64倍、5.08倍；放熱狀態(tài)橫紋槽翅片管相變蓄熱體平均熱流密度約分別是翅片管相變蓄熱體、橫紋槽管相變蓄熱體、光管相變蓄熱體平均熱流密度的1.35倍。
【關(guān)鍵詞】：相變傳熱 PCM 蓄熱式換熱器 余熱回收 數(shù)值模擬
【學(xué)位授予單位】：華南理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號】：TK172
【目錄】：

• 摘要5-7
• Abstract7-11
• 第一章 緒論11-19
• 1.1 引言11-12
• 1.1.1 本文研究背景和意義11-12
• 1.2 國內(nèi)外相變蓄熱技術(shù)研究進(jìn)展12-18
• 1.2.1 相變蓄熱技術(shù)理論研究12-15
• 1.2.2 相變蓄熱技術(shù)工程應(yīng)用15-18
• 1.3 本文主要研究內(nèi)容和研究目標(biāo)18-19
• 第二章 相變蓄熱裝置及相變傳熱問題的數(shù)值求解方法19-33
• 2.1 引言19-23
• 2.1.1 相變材料簡介19-21
• 2.1.2 相變材料的選擇21-22
• 2.1.3 相變材料強(qiáng)化傳熱技術(shù)22-23
• 2.2 相變蓄熱式熱交換器23-27
• 2.3 相變儲能問題的數(shù)值求解模型及分析軟件27-32
• 2.3.1 相變儲能求解的數(shù)學(xué)模型27-30
• 2.3.2 Fluent 軟件基本介紹30-32
• 2.4 本章小結(jié)32-33
• 第三章 相變蓄熱體蓄熱過程的數(shù)值模擬33-66
• 3.1 引言33
• 3.2 相變蓄熱數(shù)值求解模型33-38
• 3.2.1 相變蓄熱物理模型33-34
• 3.2.2 相變蓄熱數(shù)學(xué)模型34-35
• 3.2.3 邊界條件和初始條件設(shè)置35-36
• 3.2.4 數(shù)值求解方法及參數(shù)設(shè)置36-38
• 3.3 相變蓄熱數(shù)值模擬結(jié)果及分析38-52
• 3.3.1 相變蓄熱體內(nèi)流體流動特性分析38-40
• 3.3.2 相變蓄熱體內(nèi)流體傳熱特性分析40-43
• 3.3.3 相變材料熔化特性分析43-52
• 3.4 相變放熱數(shù)值模擬與結(jié)果分析52-64
• 3.4.1 相變蓄熱體內(nèi)冷空氣傳熱特性分析52-55
• 3.4.2 相變材料凝固特性分析55-64
• 3.5 本章小結(jié)64-66
• 第四章 橫紋槽翅片管相變蓄熱體蓄放熱過程的數(shù)值模擬66-87
• 4.1 引言66
• 4.2 橫紋槽翅片管相變蓄熱體蓄熱性能的數(shù)值研究66-76
• 4.2.1 翅片高度對相變蓄熱體蓄熱性能的影響66-68
• 4.2.2 翅片間距對相變蓄熱體蓄熱性能的影響68-70
• 4.2.3 翅片厚度對相變蓄熱體蓄熱性能的影響70-72
• 4.2.4 橫紋槽環(huán)肋高度對相變蓄熱體蓄熱性能的影響72-74
• 4.2.5 橫紋槽節(jié)距對相變蓄熱體蓄熱性能的影響74-76
• 4.3 橫紋槽翅片管相變蓄熱體放熱性能數(shù)值研究76-85
• 4.3.1 翅片高度對相變蓄熱體放熱性能的影響76-78
• 4.3.2 翅片間距對相變蓄熱體放熱性能的影響78-80
• 4.3.3 翅片厚度對相變蓄熱體放熱性能的影響80-82
• 4.3.4 橫紋槽管環(huán)肋高度對相變蓄熱體放熱性能的影響82-83
• 4.3.5 橫紋槽管節(jié)距對相變蓄熱體放熱性能的影響83-85
• 4.4 本章小結(jié)85-87
• 結(jié)論與展望87-89
• 研究總結(jié)87-88
• 展望88-89
• 參考文獻(xiàn)89-94
• 攻讀碩士學(xué)位期間取得的研究成果94-95
• 致謝95-96
• 附件96

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本文編號：453409