【摘要】：相變蓄熱技術(shù)是一種利用材料的物相轉(zhuǎn)變實(shí)現(xiàn)熱能儲(chǔ)存/釋放的能量?jī)?chǔ)存方式。與傳統(tǒng)的顯熱蓄熱相比,相變蓄熱技術(shù)具有儲(chǔ)能密度高、蓄放熱過(guò)程溫度恒定、相變溫度選擇范圍廣等眾多優(yōu)點(diǎn)。而且,相變蓄熱技術(shù)還可被廣泛應(yīng)用于太陽(yáng)能利用、工業(yè)余(廢)熱回收、電力的削峰填谷及電子器件冷卻等多個(gè)領(lǐng)域,現(xiàn)已成為最具發(fā)展前景的熱能儲(chǔ)存方式。但是,相變蓄熱技術(shù)存在一個(gè)共同的缺點(diǎn):即相變材料,尤其是有機(jī)類(lèi)材料的低導(dǎo)熱系數(shù)及由此導(dǎo)致裝置蓄、放熱速率的降低。這導(dǎo)致絕大多數(shù)的相變蓄熱系統(tǒng)都離不開(kāi)強(qiáng)化傳熱措施,相變傳熱的強(qiáng)化研究已經(jīng)成為國(guó)內(nèi)外傳熱和能源應(yīng)用領(lǐng)域共同關(guān)注的熱點(diǎn)問(wèn)題。本文以常用的矩形腔和管殼式蓄熱器為例,通過(guò)對(duì)導(dǎo)熱-自然對(duì)流共同作用的相變蓄熱特性的總結(jié)分析,提出結(jié)合相變蓄熱本身特點(diǎn)、利用相變材料熔化特性增強(qiáng)傳熱的思想。在此基礎(chǔ)上,得到了楔形截面、 D形‖曲線截面和圓臺(tái)式等新型蓄熱裝置,在增強(qiáng)相變傳熱的同時(shí),為相變蓄熱系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及性能優(yōu)化奠定基礎(chǔ)。主要內(nèi)容包括以下幾個(gè)方面:首先以常用的矩形腔為例,通過(guò)對(duì)其蓄熱特性的總結(jié)分析,找出了限制這類(lèi)裝置蓄熱性能的主要短板,并提出充分利用蓄熱過(guò)程中相變材料熔化特性增強(qiáng)傳熱的思想。針對(duì)蓄熱后期矩形腔內(nèi)出現(xiàn)的熔化死角,提出楔形截面蓄熱裝置,并采用實(shí)驗(yàn)測(cè)試和數(shù)值計(jì)算的方法分析了裝置的上下邊長(zhǎng)之比n(length ratio between top and bottom of the unit)和高寬比A對(duì)相變蓄熱的速度場(chǎng)、溫度場(chǎng)、相界面分布及材料熔化速率的影響�；趯�(dǎo)熱-對(duì)流共同作用下矩形腔內(nèi)相變材料的熔化特性,提出類(lèi)似于 D‖形的曲線截面蓄熱裝置。通過(guò)與傳統(tǒng)矩形腔熱性能的對(duì)比,驗(yàn)證了該裝置的有效性,并以此為基礎(chǔ)分析了熱源溫度及相變材料導(dǎo)熱系數(shù)對(duì)相變蓄熱的影響。對(duì)傳統(tǒng)管殼式蓄熱器內(nèi)相變材料與傳熱流體間的耦合換熱進(jìn)行了增強(qiáng),針對(duì)由圓柱形組合而成的管殼式蓄熱器提出圓臺(tái)式蓄熱裝置,并對(duì)組合式相變材料在該新型裝置內(nèi)的適用性及有效性進(jìn)行分析。
【學(xué)位授予單位】：西安建筑科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：TB34;TK124

【參考文獻(xiàn)】

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1 方玉堂;匡勝嚴(yán);;納米膠囊相變材料的研究進(jìn)展[J];材料導(dǎo)報(bào);2006年12期

2 王建平;張興祥;;相變材料微膠囊研究進(jìn)展[J];材料導(dǎo)報(bào);2007年04期

3 毛華軍;晏華;謝家慶;;微膠囊相變材料研究進(jìn)展[J];功能材料;2006年07期

4 張正國(guó);王學(xué)澤;方曉明;;石蠟/膨脹石墨復(fù)合相變材料的結(jié)構(gòu)與熱性能[J];華南理工大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2006年03期

5 于丹;曹勇;宋業(yè)輝;戴立生;;組合式相變材料儲(chǔ)熱換熱器的特性實(shí)驗(yàn)研究[J];建筑科學(xué);2007年10期

6 王劍鋒,陳光明,陳國(guó)邦,歐陽(yáng)應(yīng)秀;組合相變材料儲(chǔ)熱系統(tǒng)的儲(chǔ)熱速率研究[J];太陽(yáng)能學(xué)報(bào);2000年03期

7 王劍峰,鄭飛,陳光明;組合式相變材料蓄熱系統(tǒng)中相變溫度分布研究[J];太陽(yáng)能學(xué)報(bào);1998年03期

本文編號(hào)：2768747