發(fā)布時(shí)間：2017-10-31 20:29

  本文關(guān)鍵詞：相變材料微膠囊多相流動(dòng)強(qiáng)化傳熱機(jī)理研究

  更多相關(guān)文章： 微對(duì)流效應(yīng) 微納米流體 余熱回收 多相流 多場(chǎng)協(xié)同強(qiáng)化傳熱

【摘要】：本文針對(duì)目前國(guó)際上相變材料余熱回收裝置PCM傳熱性能差,不能及時(shí)儲(chǔ)存和釋放工業(yè)余熱,使相變工業(yè)余熱回收裝置儲(chǔ)存和釋放雙方在時(shí)間和強(qiáng)度上存在不匹配的技術(shù)瓶頸,研究提出了相變微納米膠囊懸浮流體微通道高效余熱回收裝置和相變微膠囊懸浮往復(fù)運(yùn)動(dòng)式高效余熱回收裝置,基于多場(chǎng)協(xié)同強(qiáng)化傳熱理論,研究了相變微納米膠囊懸浮流體微通道高效余熱回收裝置的相變微膠囊近壁面微對(duì)流形成機(jī)制、微對(duì)流與相變潛熱的余熱回收的強(qiáng)化傳熱機(jī)理及其工業(yè)應(yīng)用前景,明晰了影響其強(qiáng)化傳熱的關(guān)鍵調(diào)控參數(shù),研究了關(guān)鍵調(diào)控參數(shù)對(duì)余熱回收過程的影響,為二種新型余熱回收裝置工業(yè)化應(yīng)用奠定了科學(xué)的理論基礎(chǔ)。本文主要取得如下成果:研究提出了相變微納米膠囊懸浮流體微通道高效余熱回收裝置和相變微膠囊懸浮往復(fù)運(yùn)動(dòng)式高效余熱回收裝置二種新型高效余熱回收技術(shù);本文基于多場(chǎng)協(xié)同強(qiáng)化傳熱理論,研究建立了描述相變微膠囊懸浮流體余熱回收的強(qiáng)化傳熱的理論模型,針對(duì)目前廣泛采用的離散相模型與等效比熱法的數(shù)值模擬法模存在的不足,研究建立了基于流體體積法與固化融化模型的噴射多相流數(shù)值模擬方法,該方法不僅能真實(shí)反映相變微膠囊固化相變釋能與融化相變儲(chǔ)能過程,而且能準(zhǔn)確預(yù)測(cè)相變微膠囊與周圍載流體的微對(duì)流形成過程,微對(duì)流和相變潛熱強(qiáng)化傳熱過程,為揭示相變微納米膠囊懸浮流體微通道高效余熱回收裝置的微納米膠囊懸浮流體余熱回收強(qiáng)化傳熱機(jī)理奠定了理論基礎(chǔ);無相變普通粒子和有相變相變微膠囊粒子在靜止、粒子與載流體無相對(duì)運(yùn)動(dòng)的移動(dòng)粒子和粒子與載流體有相對(duì)運(yùn)動(dòng)的移動(dòng)粒子三種工況下傳熱對(duì)比模擬分析研究結(jié)果表明:提高微通道雷諾數(shù),可以增強(qiáng)微膠囊粒子背流面的微對(duì)流,同時(shí),有相變相變微膠囊粒子在固化和熔化相變過程也會(huì)在微膠囊粒子背流面形成微對(duì)流,相變微膠囊粒子強(qiáng)化傳熱的直接驅(qū)動(dòng)力就來源于此微對(duì)流效應(yīng),微對(duì)流效應(yīng)越強(qiáng),強(qiáng)化傳熱效果越強(qiáng);微膠囊與載流體有相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí),相變微膠囊表面對(duì)流換熱系數(shù)最大,強(qiáng)化傳熱效果最佳,相對(duì)于靜止無相變微膠囊,其強(qiáng)化傳熱效果增大約20倍。相變微膠囊的相變潛熱和相對(duì)運(yùn)動(dòng)能起到大幅強(qiáng)化傳熱作用,且在相變微膠囊與載流體有相對(duì)運(yùn)動(dòng)條件下,其相變潛熱誘發(fā)的強(qiáng)化傳熱效果達(dá)到最佳狀態(tài);通過微通道高效余熱回收裝置通入純載流體、普通微膠囊及相變微膠囊微流體的余熱回收的對(duì)比分析,發(fā)現(xiàn)相變微膠囊懸浮流體可以使余熱回收裝置起到明顯的強(qiáng)化傳熱效果,使工業(yè)余熱儲(chǔ)存的最大強(qiáng)化傳熱因子高達(dá)70.91,而工業(yè)余熱釋放的最大強(qiáng)化傳熱因子高達(dá)64.32,不僅使余熱回收裝置的余熱回收能力大幅提高,而且使余熱回收裝置熔化相變儲(chǔ)能速度和固化相變釋能速度大幅增加,且在不到1秒時(shí)間內(nèi),可使余熱回收被加熱流體升溫4.46℃,可有效解決目前國(guó)際上相變材料余熱回收裝置PCM傳熱性能差,不能及時(shí)儲(chǔ)存和釋放工業(yè)余熱,使相變工業(yè)余熱回收裝置儲(chǔ)存和釋放雙方在時(shí)間和強(qiáng)度上存在不匹配的技術(shù)瓶頸,為我國(guó)工業(yè)余熱高效回收利用提供技術(shù)支撐,具有廣泛的工業(yè)應(yīng)用前景;
【關(guān)鍵詞】：微對(duì)流效應(yīng) 微納米流體 余熱回收 多相流 多場(chǎng)協(xié)同強(qiáng)化傳熱
【學(xué)位授予單位】：南昌大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TB34
【目錄】：

• 摘要3-5
• Abstract5-10
• 第1章 緒論10-24
• 1.1 研究背景10-12
• 1.2 研究進(jìn)展12-21
• 1.2.1 納米流體強(qiáng)化傳熱的研究現(xiàn)狀12-16
• 1.2.2 相變材料強(qiáng)化傳熱的研究現(xiàn)狀16-17
• 1.2.3 相變材料微納米膠囊強(qiáng)化傳熱的研究現(xiàn)狀17-19
• 1.2.4 動(dòng)網(wǎng)格研究現(xiàn)狀19-21
• 1.3 有待研究的問題21-22
• 1.4 本文研究?jī)?nèi)容22-24
• 第2章 相變材料微膠囊多相流動(dòng)強(qiáng)化傳熱理論研究24-34
• 2.1 場(chǎng)協(xié)同理論24-26
• 2.2 相變材料微膠囊相變強(qiáng)化傳熱的本質(zhì)26-31
• 2.2.1 相變材料微膠囊形成相變流體本質(zhì)26-27
• 2.2.2 球模型微膠囊的熔化固化傳熱的物理機(jī)制27-30
• 2.2.3 VOF法模擬移動(dòng)液相微膠囊凝固過程的模擬算法30-31
• 2.2.4 動(dòng)網(wǎng)格法模擬移動(dòng)固相微膠囊熔化過程的模擬算法31
• 2.3 相變材料微膠囊多相流流動(dòng)強(qiáng)化傳熱的數(shù)值模型31-33
• 2.4 本章小結(jié)33-34
• 第3章 相變微膠囊多相流微對(duì)流機(jī)制及強(qiáng)化傳熱研究34-69
• 3.1 微膠囊與載流體間的微對(duì)流物理機(jī)制及相變過程模擬分析35-51
• 3.1.1 模擬要求35-36
• 3.1.2 模擬內(nèi)容及結(jié)果分析36-51
• 3.2 建立真實(shí)反映微膠囊相變時(shí)熔化固化過程數(shù)值模擬51-67
• 3.2.1 模擬要求51-53
• 3.2.2 模擬內(nèi)容及結(jié)果分析53-67
• 3.3 本章小結(jié)67-69
• 第4章 離散化相變材料微膠囊多相流動(dòng)吸放熱數(shù)值模擬69-82
• 4.1 模擬要求69-70
• 4.1.1 物理模型69
• 4.1.2 基本假設(shè)補(bǔ)充69-70
• 4.1.3 邊界條件70
• 4.2 模擬內(nèi)容及結(jié)果分析70-80
• 4.2.1 吸熱儲(chǔ)能過程70-75
• 4.2.2 放熱釋能過程75-80
• 4.3 本章小結(jié)80-82
• 第5章 新型余熱回收裝置強(qiáng)化傳熱模擬研究82-102
• 5.1 基本說明82-83
• 5.2 相變微膠囊懸浮流體高效余熱回收裝置強(qiáng)化傳熱數(shù)值分析83-90
• 5.2.1 物理模型83-84
• 5.2.2 邊界條件84
• 5.2.3 模擬內(nèi)容及結(jié)果分析84-90
• 5.3 相變微膠囊懸浮往復(fù)運(yùn)動(dòng)式余熱回收裝置強(qiáng)化傳熱數(shù)值分析90-99
• 5.3.1 物理模型90-91
• 5.3.2 邊界條件91-92
• 5.3.3 模擬內(nèi)容及結(jié)果分析92-99
• 5.4 本章小結(jié)99-102
• 第6章 總結(jié)與展望102-106
• 6.1 主要結(jié)論102-105
• 6.2 展望105-106
• 致謝106-107
• 參考文獻(xiàn)107-110

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1 高明珠;相變材料微膠囊在紡織服裝中的應(yīng)用[J];四川紡織科技;2004年02期

2 李yN;于航;劉淑娟;;相變材料微膠囊的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀[J];能源技術(shù);2007年01期

3 蘇小燕;;相變材料微膠囊在紡織品中的研究發(fā)展[J];現(xiàn)代紡織技術(shù);2011年01期

4 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

5 李偉;張興祥;王建平;王學(xué)晨;;相變材料微膠囊的制備及提純[J];高分子材料科學(xué)與工程;2008年04期

6 曹虹霞;李和玉;張健飛;;相變材料微膠囊的制備及應(yīng)用[J];天津工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào);2011年01期

7 李建立;劉錄;趙杰;;相變材料微膠囊機(jī)械性能評(píng)價(jià)方法研究進(jìn)展[J];北京石油化工學(xué)院學(xué)報(bào);2012年04期

8 楊超;張東;李秀強(qiáng);;相變材料微膠囊研究現(xiàn)狀及應(yīng)用[J];儲(chǔ)能科學(xué)與技術(shù);2014年03期

9 王學(xué)晨,張興祥,樊耀峰,牛建津,蔡利海;環(huán)己烷對(duì)相變材料微膠囊結(jié)構(gòu)與性能的影響[J];天津工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào);2004年04期

10 單曉輝;裴廣玲;付中玉;;乳液聚合法制備正十八烷相變材料微膠囊[J];天津紡織科技;2011年01期

中國(guó)重要會(huì)議論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前4條

1 萬賢;郭寶華;徐軍;;乳化劑對(duì)相變材料微膠囊粒徑的影響研究[A];2010年全國(guó)高分子材料科學(xué)與工程研討會(huì)學(xué)術(shù)論文集（上冊(cè)）[C];2010年

2 閆麗佳;付中玉;;相變材料微膠囊形貌和熱性能的研究[A];銅牛杯第九屆功能性紡織品及納米技術(shù)研討會(huì)論文集[C];2009年

3 任曉亮;王立新;張潔;陳芙蓉;趙立輝;;相變材料微膠囊滲透性的研究[A];2005年全國(guó)高分子學(xué)術(shù)論文報(bào)告會(huì)論文摘要集[C];2005年

4 張興祥;王學(xué)晨;牛建津;吳世臻;;蓄熱調(diào)溫阻燃纖維的制備與性能[A];第五屆功能性紡織品及納米技術(shù)應(yīng)用研討會(huì)論文集[C];2005年

中國(guó)重要報(bào)紙全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前1條

1 蔡利海;相變（PCM）紡織品性能及用途[N];中國(guó)紡織報(bào);2003年

中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前1條

1 辛長(zhǎng)征;耐溫性相變材料微膠囊的制備及其熔噴紡絲應(yīng)用研究[D];東華大學(xué);2013年

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 趙世斌;微納結(jié)構(gòu)對(duì)相變材料微膠囊的傳熱/蓄熱性能影響研究[D];石家莊鐵道大學(xué);2016年

2 李鳳楠;氧化鋅包覆正二十烷相變材料微膠囊的合成及性能研究[D];北京化工大學(xué);2016年

3 張振江;相變材料微膠囊多相流動(dòng)強(qiáng)化傳熱機(jī)理研究[D];南昌大學(xué);2016年

4 閆麗佳;相變材料微膠囊的制備及其應(yīng)用[D];北京服裝學(xué)院;2010年

5 萬賢;應(yīng)用于功能性熱流體的相變材料微膠囊的制備與表征[D];天津工業(yè)大學(xué);2007年

6 單曉輝;相變材料微膠囊的制備及其在紡織品中的應(yīng)用[D];北京服裝學(xué)院;2010年

7 侯文爍;多腔結(jié)構(gòu)相變材料微膠囊的蓄熱和釋熱特性研究[D];石家莊鐵道大學(xué);2014年

8 于強(qiáng)強(qiáng);石蠟類相變材料微膠囊的制備與表征[D];北京服裝學(xué)院;2015年

9 韓麗;新型相變材料微膠囊的制備及應(yīng)用[D];河北科技大學(xué);2014年

10 任曉亮;相變材料微膠囊的研制及其在建筑節(jié)能領(lǐng)域的應(yīng)用[D];河北工業(yè)大學(xué);2006年

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本文編號(hào)：1123637