冷熱雙儲(chǔ)蓄能槽分層儲(chǔ)熱性能實(shí)驗(yàn)及數(shù)值研究
發(fā)布時(shí)間:2021-03-15 08:15
“煤改電”政策推動(dòng)下的電采暖、電制冷市場(chǎng)催生了各種新型電蓄能設(shè)備。其中利用低價(jià)谷電蓄能的冷熱雙儲(chǔ)空調(diào)發(fā)展迅速。冷熱雙儲(chǔ)空調(diào)夏季蓄冰供冷、冬季蓄熱水供熱,一機(jī)雙儲(chǔ),方便經(jīng)濟(jì)。蓄冰時(shí),冷媒乙二醇水溶液從蓄能槽中的蓄冰盤管流過與管外水換熱,屬于間壁式換熱;蓄熱水時(shí),熱水直接注入蓄能槽,為混合式換熱。分層儲(chǔ)熱技術(shù)是一種應(yīng)用于各種蓄熱系統(tǒng)中的成熟的混合式流體蓄熱技術(shù)。蓄熱時(shí)來自加熱器的熱水流入,水密度隨溫度變化,不同溫度冷熱流體受浮力作用分離而產(chǎn)生熱分層。分層儲(chǔ)熱技術(shù)可提高冷熱雙儲(chǔ)空調(diào)的系統(tǒng)效率,增加用戶效益。但冷熱雙儲(chǔ)空調(diào)蓄能槽與普通混合式蓄熱水箱不同,蓄能槽蓄熱時(shí)冰蓄冷盤管并不使用,但由于蓄冰盤管內(nèi)置且無法拆卸,會(huì)對(duì)分層儲(chǔ)熱溫度場(chǎng)造成擾動(dòng)。故本文對(duì)這種內(nèi)部存在會(huì)擾動(dòng)流場(chǎng)的障礙物(內(nèi)擾流物)的特殊分層儲(chǔ)熱問題展開進(jìn)一步研究。通過文獻(xiàn)綜述總結(jié)了分層儲(chǔ)熱技術(shù)的理論、實(shí)驗(yàn)及數(shù)值模擬研究現(xiàn)狀,發(fā)現(xiàn)了分層儲(chǔ)熱模型量化評(píng)價(jià)指標(biāo)的失效問題以及對(duì)內(nèi)擾流物的研究空白。明確了本文研究目標(biāo)為有內(nèi)擾流物時(shí)的三維分層儲(chǔ)熱問題。本文首先從熱力學(xué)基本定律出發(fā),對(duì)現(xiàn)有研究中的分層儲(chǔ)熱性能量化評(píng)價(jià)指標(biāo)進(jìn)行綜述研究和分類。通過對(duì)...
【文章來源】:大連理工大學(xué)遼寧省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:84 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
1 緒論
1.1 研究背景及意義
1.1.1 冷熱雙儲(chǔ)空調(diào)系統(tǒng)的應(yīng)用
1.1.2 冷熱雙儲(chǔ)空調(diào)蓄能槽運(yùn)行原理
1.1.3 蓄熱水箱分層儲(chǔ)熱技術(shù)
1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.2.1 分層儲(chǔ)熱技術(shù)理論研究
1.2.2 分層儲(chǔ)熱技術(shù)實(shí)驗(yàn)研究
1.2.3 分層儲(chǔ)熱技術(shù)數(shù)值模擬研究
1.3 當(dāng)前研究中存在的問題
1.4 研究?jī)?nèi)容
1.5 本章小結(jié)
2 蓄能槽分層儲(chǔ)熱模型及評(píng)價(jià)方法研究
2.1 蓄能槽分層儲(chǔ)熱數(shù)學(xué)模型及無量綱參數(shù)分析
2.1.1 蓄能槽分層儲(chǔ)熱數(shù)學(xué)模型
2.1.2 分層儲(chǔ)熱數(shù)模型無量綱分析
2.2 分層儲(chǔ)熱性能評(píng)價(jià)方法及量化評(píng)價(jià)參數(shù)綜述研究
2.2.1 基于熱力學(xué)第一定律的評(píng)價(jià)方法和量化評(píng)價(jià)參數(shù)
2.2.2 基于熱力學(xué)第二定律的評(píng)價(jià)方法和量化評(píng)價(jià)參數(shù)
2.3 分層儲(chǔ)熱量化評(píng)價(jià)指標(biāo)的適用性分析及修正
2.3.1 現(xiàn)有分層儲(chǔ)熱量化評(píng)價(jià)指標(biāo)的適用性分析
2.3.2 基于熱量(火用)效率的內(nèi)擾流物附加損失率
2.4 本章小結(jié)
3 冷熱雙儲(chǔ)空調(diào)系統(tǒng)蓄熱模式實(shí)驗(yàn)
3.1 蓄熱系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)臺(tái)設(shè)計(jì)
3.2 蓄能槽保溫實(shí)驗(yàn)
3.2.1 保溫層熱阻計(jì)算
3.2.2 蓄能槽保溫實(shí)驗(yàn)
3.2.3 保溫實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析
3.3 蓄能槽分層儲(chǔ)熱實(shí)驗(yàn)
3.3.1 測(cè)點(diǎn)布置及實(shí)驗(yàn)過程
3.3.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析
3.4 本章小結(jié)
4 蓄能槽分層儲(chǔ)熱數(shù)值模擬研究及模型驗(yàn)證
4.1 數(shù)值模擬研究方法概述
4.2 蓄能槽分層儲(chǔ)熱模型建立
4.2.1 網(wǎng)格劃分
4.2.2 湍流模型選擇及控制方程建立
4.3 邊界條件設(shè)置
4.3.1 進(jìn)出口及蓄能槽壁面邊界條件
4.3.2 盤管外壁面邊界條件簡(jiǎn)化及驗(yàn)證
4.4 求解器參數(shù)設(shè)置
4.5 網(wǎng)格及時(shí)間步長(zhǎng)無關(guān)性檢驗(yàn)
4.5.1 網(wǎng)格無關(guān)性檢驗(yàn)
4.5.2 時(shí)間步長(zhǎng)分析
4.6 模擬結(jié)果與模型驗(yàn)證分析
4.7 本章小結(jié)
5 基于數(shù)值模擬的第二類評(píng)價(jià)指標(biāo)求解方法
5.1 蓄能槽數(shù)值模擬結(jié)果可視化分析
5.2 內(nèi)擾流物附加(火用)損失率數(shù)值模擬求解方法
5.3 進(jìn)口位置對(duì)內(nèi)擾流物附加(火用)損失率的影響初探
5.4 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
附錄 A Exp.1 進(jìn)口邊界非穩(wěn)態(tài)溫度輸入U(xiǎn)DF程序
附錄 B Exp.2 進(jìn)口邊界非穩(wěn)態(tài)溫度輸入U(xiǎn)DF程序
附錄 C Sim.1 內(nèi)擾流物附加(火用)損失率計(jì)算表
攻讀碩士學(xué)位期間參與的科研工作
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]儲(chǔ)熱罐熱分層動(dòng)態(tài)特性分析[J]. 曹麗華,丁皓軒,彭培森,姜鐵騮,曹興,趙金峰. 熱力發(fā)電. 2018(05)
[2]空氣源熱泵熱水系統(tǒng)儲(chǔ)熱水箱溫度分層數(shù)值仿真[J]. 譚詒煌,曹小林,孫煒,范軒. 建筑熱能通風(fēng)空調(diào). 2018(02)
[3]不同結(jié)構(gòu)儲(chǔ)熱水箱分層特性的實(shí)驗(yàn)研究[J]. 黃震,王子龍,張華,黃華杰. 化工進(jìn)展. 2018(01)
[4]一種帶有新型分水器的儲(chǔ)熱水箱分層特性的實(shí)驗(yàn)研究[J]. 王崇愿,張華,王子龍. 制冷學(xué)報(bào). 2016(04)
[5]太陽能熱水采暖蓄熱水箱溫度分層分析[J]. 王登甲,劉艷峰. 建筑熱能通風(fēng)空調(diào). 2010(01)
[6]一種新型水箱溫度分層的相關(guān)特性研究[J]. 羅剛,彭三兵,付祥釗. 建設(shè)科技. 2008(10)
[7]臥式熱分區(qū)太陽能水箱內(nèi)的貯熱性能分析及試驗(yàn)研究[J]. 韓延民,王如竹,代彥軍,姚春妮,熊安華. 太陽能學(xué)報(bào). 2008(03)
碩士論文
[1]谷電蓄能的分析與應(yīng)用[D]. 吳芳.北京建筑大學(xué) 2017
[2]蓄熱水箱聯(lián)合太陽能熱泵供暖系統(tǒng)的應(yīng)用研究[D]. 李曉磊.重慶大學(xué) 2016
[3]分層儲(chǔ)熱水箱設(shè)計(jì)及其對(duì)太陽能集熱器效率的影響研究[D]. 陳丹丹.蘭州理工大學(xué) 2014
[4]ERVC整體動(dòng)態(tài)特性及上部水箱熱分層效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)與數(shù)值研究[D]. 李飛.上海交通大學(xué) 2011
本文編號(hào):3083863
【文章來源】:大連理工大學(xué)遼寧省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:84 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
1 緒論
1.1 研究背景及意義
1.1.1 冷熱雙儲(chǔ)空調(diào)系統(tǒng)的應(yīng)用
1.1.2 冷熱雙儲(chǔ)空調(diào)蓄能槽運(yùn)行原理
1.1.3 蓄熱水箱分層儲(chǔ)熱技術(shù)
1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.2.1 分層儲(chǔ)熱技術(shù)理論研究
1.2.2 分層儲(chǔ)熱技術(shù)實(shí)驗(yàn)研究
1.2.3 分層儲(chǔ)熱技術(shù)數(shù)值模擬研究
1.3 當(dāng)前研究中存在的問題
1.4 研究?jī)?nèi)容
1.5 本章小結(jié)
2 蓄能槽分層儲(chǔ)熱模型及評(píng)價(jià)方法研究
2.1 蓄能槽分層儲(chǔ)熱數(shù)學(xué)模型及無量綱參數(shù)分析
2.1.1 蓄能槽分層儲(chǔ)熱數(shù)學(xué)模型
2.1.2 分層儲(chǔ)熱數(shù)模型無量綱分析
2.2 分層儲(chǔ)熱性能評(píng)價(jià)方法及量化評(píng)價(jià)參數(shù)綜述研究
2.2.1 基于熱力學(xué)第一定律的評(píng)價(jià)方法和量化評(píng)價(jià)參數(shù)
2.2.2 基于熱力學(xué)第二定律的評(píng)價(jià)方法和量化評(píng)價(jià)參數(shù)
2.3 分層儲(chǔ)熱量化評(píng)價(jià)指標(biāo)的適用性分析及修正
2.3.1 現(xiàn)有分層儲(chǔ)熱量化評(píng)價(jià)指標(biāo)的適用性分析
2.3.2 基于熱量(火用)效率的內(nèi)擾流物附加損失率
2.4 本章小結(jié)
3 冷熱雙儲(chǔ)空調(diào)系統(tǒng)蓄熱模式實(shí)驗(yàn)
3.1 蓄熱系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)臺(tái)設(shè)計(jì)
3.2 蓄能槽保溫實(shí)驗(yàn)
3.2.1 保溫層熱阻計(jì)算
3.2.2 蓄能槽保溫實(shí)驗(yàn)
3.2.3 保溫實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析
3.3 蓄能槽分層儲(chǔ)熱實(shí)驗(yàn)
3.3.1 測(cè)點(diǎn)布置及實(shí)驗(yàn)過程
3.3.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析
3.4 本章小結(jié)
4 蓄能槽分層儲(chǔ)熱數(shù)值模擬研究及模型驗(yàn)證
4.1 數(shù)值模擬研究方法概述
4.2 蓄能槽分層儲(chǔ)熱模型建立
4.2.1 網(wǎng)格劃分
4.2.2 湍流模型選擇及控制方程建立
4.3 邊界條件設(shè)置
4.3.1 進(jìn)出口及蓄能槽壁面邊界條件
4.3.2 盤管外壁面邊界條件簡(jiǎn)化及驗(yàn)證
4.4 求解器參數(shù)設(shè)置
4.5 網(wǎng)格及時(shí)間步長(zhǎng)無關(guān)性檢驗(yàn)
4.5.1 網(wǎng)格無關(guān)性檢驗(yàn)
4.5.2 時(shí)間步長(zhǎng)分析
4.6 模擬結(jié)果與模型驗(yàn)證分析
4.7 本章小結(jié)
5 基于數(shù)值模擬的第二類評(píng)價(jià)指標(biāo)求解方法
5.1 蓄能槽數(shù)值模擬結(jié)果可視化分析
5.2 內(nèi)擾流物附加(火用)損失率數(shù)值模擬求解方法
5.3 進(jìn)口位置對(duì)內(nèi)擾流物附加(火用)損失率的影響初探
5.4 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
附錄 A Exp.1 進(jìn)口邊界非穩(wěn)態(tài)溫度輸入U(xiǎn)DF程序
附錄 B Exp.2 進(jìn)口邊界非穩(wěn)態(tài)溫度輸入U(xiǎn)DF程序
附錄 C Sim.1 內(nèi)擾流物附加(火用)損失率計(jì)算表
攻讀碩士學(xué)位期間參與的科研工作
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]儲(chǔ)熱罐熱分層動(dòng)態(tài)特性分析[J]. 曹麗華,丁皓軒,彭培森,姜鐵騮,曹興,趙金峰. 熱力發(fā)電. 2018(05)
[2]空氣源熱泵熱水系統(tǒng)儲(chǔ)熱水箱溫度分層數(shù)值仿真[J]. 譚詒煌,曹小林,孫煒,范軒. 建筑熱能通風(fēng)空調(diào). 2018(02)
[3]不同結(jié)構(gòu)儲(chǔ)熱水箱分層特性的實(shí)驗(yàn)研究[J]. 黃震,王子龍,張華,黃華杰. 化工進(jìn)展. 2018(01)
[4]一種帶有新型分水器的儲(chǔ)熱水箱分層特性的實(shí)驗(yàn)研究[J]. 王崇愿,張華,王子龍. 制冷學(xué)報(bào). 2016(04)
[5]太陽能熱水采暖蓄熱水箱溫度分層分析[J]. 王登甲,劉艷峰. 建筑熱能通風(fēng)空調(diào). 2010(01)
[6]一種新型水箱溫度分層的相關(guān)特性研究[J]. 羅剛,彭三兵,付祥釗. 建設(shè)科技. 2008(10)
[7]臥式熱分區(qū)太陽能水箱內(nèi)的貯熱性能分析及試驗(yàn)研究[J]. 韓延民,王如竹,代彥軍,姚春妮,熊安華. 太陽能學(xué)報(bào). 2008(03)
碩士論文
[1]谷電蓄能的分析與應(yīng)用[D]. 吳芳.北京建筑大學(xué) 2017
[2]蓄熱水箱聯(lián)合太陽能熱泵供暖系統(tǒng)的應(yīng)用研究[D]. 李曉磊.重慶大學(xué) 2016
[3]分層儲(chǔ)熱水箱設(shè)計(jì)及其對(duì)太陽能集熱器效率的影響研究[D]. 陳丹丹.蘭州理工大學(xué) 2014
[4]ERVC整體動(dòng)態(tài)特性及上部水箱熱分層效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)與數(shù)值研究[D]. 李飛.上海交通大學(xué) 2011
本文編號(hào):3083863
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