本文關(guān)鍵詞：空調(diào)蓄冷器相變蓄冷過程的強(qiáng)化傳熱研究

  更多相關(guān)文章： 組合式相變材料 蓄冷空調(diào) 蓄冷過程 強(qiáng)化換熱

【摘要】：能源是社會(huì)發(fā)展和經(jīng)濟(jì)進(jìn)步的必要條件之一。如何使能源與經(jīng)濟(jì)、環(huán)境和諧友好的發(fā)展,是我國(guó)實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化目標(biāo)需要解決的必要問題。盡管近些年我國(guó)能源利用率有顯著提高,但與發(fā)達(dá)國(guó)家能源利用水平相比依然處于較低水平。蓄冷空調(diào)作為“移峰填谷”的重要手段具有降低制冷機(jī)裝機(jī)容量、提高設(shè)備運(yùn)行效率、提升發(fā)電設(shè)備效率、降低用戶側(cè)電費(fèi)支出等優(yōu)點(diǎn)。因此,蓄冷空調(diào)具有顯著地社會(huì)意義和經(jīng)濟(jì)意義。目前應(yīng)用較多的蓄冷空調(diào)系統(tǒng)為冰蓄冷空調(diào)系統(tǒng)。但由于水的凝固點(diǎn)較低,使冰蓄冷空調(diào)系統(tǒng)中制冷機(jī)的蒸發(fā)溫度、制冷性能系數(shù)(COP)和制冷量低于常規(guī)空調(diào),此外,在冰蓄冷空調(diào)系統(tǒng)還需配置雙工況制冷主機(jī),增加了系統(tǒng)的復(fù)雜性。因此,本文提出將組合式相變材料填入PCM換熱管,并應(yīng)用于常規(guī)空調(diào)用相變蓄冷器中的方法,以達(dá)到提升相變蓄冷器的蓄冷性能的目的。主要工作和研究成果如下：(1)建立PCM換熱管的物理和數(shù)學(xué)模型,將篩選出來的三種具有不同相變溫度的相變材料填入PCM換熱管中,形成組合式相變材料。用ANSYS FLUENT軟件模擬了裝有組合式相變材料的PCM換熱管內(nèi)的相變蓄冷過程,并通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了模型的準(zhǔn)確性；(2)研究了PCM換熱管內(nèi)不同相變材料組合比例對(duì)PCM換熱管內(nèi)液相體積分?jǐn)?shù)、溫度分布的影響,分析了不同載冷劑溫度下,PCM換熱管內(nèi)液相體積分?jǐn)?shù)及溫度分布的變化規(guī)律；(3)對(duì)比了裝有單一相變材料與裝有組合式相變材料的PCM換熱管內(nèi)的蓄冷量及蓄冷率,獲得了裝有組合式相變材料的PCM換熱管蓄冷效果更佳的結(jié)論,并得到了最佳的相變材料組合比例；(4)建立了組合式相變材料蓄冷器的物理模型和數(shù)學(xué)模型,通過數(shù)值模擬的方法對(duì)組合式相變材料蓄冷器內(nèi)的相變蓄冷過程進(jìn)行了研究,分析了不同載冷劑進(jìn)口流量對(duì)蓄冷量、組合式相變材料蓄冷器內(nèi)溫度分布、載冷劑出口溫度以及組合式相變材料蓄冷器內(nèi)PCM換熱管中液相體積分?jǐn)?shù)的影響。本文構(gòu)建了不同相變蓄冷介質(zhì)組合的強(qiáng)化換熱方法,擴(kuò)大了相變蓄冷材料的選擇范圍,提升了PCM換熱管的蓄冷量,為蓄冷器的設(shè)計(jì)和蓄冷空調(diào)系統(tǒng)的優(yōu)化、常規(guī)空調(diào)系統(tǒng)蓄冷技術(shù)的應(yīng)用提供理論依據(jù)和參考數(shù)據(jù)。
【關(guān)鍵詞】：組合式相變材料 蓄冷空調(diào) 蓄冷過程 強(qiáng)化換熱
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱商業(yè)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5-6
• Abstract6-11
• 1 緒論11-20
• 1.1 課題來源及研究的目的和意義11-13
• 1.1.1 課題來源11-12
• 1.1.2 研究的目的和意義12-13
• 1.2 相變蓄冷材料(PCM)的研究背景13-15
• 1.3 相變儲(chǔ)能設(shè)備及其強(qiáng)化換熱的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀15-18
• 1.4 本文主要研究?jī)?nèi)容18-20
• 2 相變蓄冷傳熱理論20-30
• 2.1 相變材料的傳熱過程分析20-21
• 2.2 PCM換熱管數(shù)學(xué)物理模型21-26
• 2.2.1 物理模型的描述21
• 2.2.2 幾何模型21
• 2.2.3 相變區(qū)域的數(shù)學(xué)模型21-24
• 2.2.4 模型的簡(jiǎn)化24
• 2.2.5 邊界條件及初始條件24-25
• 2.2.6 網(wǎng)格的劃分及獨(dú)立性驗(yàn)證25-26
• 2.2.7 計(jì)算方法26
• 2.3 PCM換熱管蓄冷特性的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證分析26-29
• 2.3.1 實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)26-27
• 2.3.2 實(shí)驗(yàn)方法及過程27
• 2.3.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與理論計(jì)算結(jié)果的比較27-28
• 2.3.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果誤差分析28-29
• 2.4 本章小結(jié)29-30
• 3 相變材料的選擇與確定30-34
• 3.1 空調(diào)用相變蓄冷材料的選擇30
• 3.2 相變材料的選取原則30
• 3.3 相變材料的初選30-31
• 3.4 相變材料的確定31-33
• 3.4.1 不同材料對(duì)PCM換熱管內(nèi)液相體積分?jǐn)?shù)的影響31-32
• 3.4.2 不同材料對(duì)PCM換熱管內(nèi)溫度分布的影響32
• 3.4.3 不同材料對(duì)蓄冷性能的影響32-33
• 3.5 本章小結(jié)33-34
• 4 PCM換熱管內(nèi)相變蓄冷過程數(shù)值模擬34-47
• 4.1 相變材料組合比例對(duì)蓄冷過程的影響34-40
• 4.1.1 相變材料組合比例對(duì)液相體積分?jǐn)?shù)的影響34-35
• 4.1.2 相變材料組合比例對(duì)PCM換熱管內(nèi)溫度分布的影響35-38
• 4.1.3 不同相變材料組合比例對(duì)蓄冷量及蓄冷率的影響38-40
• 4.2 載冷劑溫度對(duì)PCM換熱管內(nèi)蓄冷過程的影響40-45
• 4.2.1 載冷劑溫度對(duì)PCM換熱管內(nèi)液相體積分?jǐn)?shù)的影響41-42
• 4.2.2 載冷劑溫度對(duì)PCM換熱管內(nèi)溫度分布的影響42-45
• 4.3 本章小結(jié)45-47
• 5 組合式相變材料蓄冷器內(nèi)相變蓄冷過程數(shù)值模擬47-57
• 5.1 組合式相變材料蓄冷器的物理模型47-48
• 5.2 數(shù)學(xué)模型48-49
• 5.3 邊界條件及初始條件49
• 5.4 載冷劑進(jìn)口流量對(duì)蓄冷器內(nèi)相變蓄冷過程的影響49-56
• 5.4.1 載冷劑進(jìn)口流量對(duì)蓄冷器內(nèi)液相體積分?jǐn)?shù)的影響49-50
• 5.4.2 載冷劑進(jìn)口流量對(duì)蓄冷器內(nèi)蓄冷率及蓄冷量的影響50-51
• 5.4.3 載冷劑進(jìn)口流量對(duì)蓄冷器內(nèi)溫度分布的影響51-55
• 5.4.4 載冷劑進(jìn)口流量對(duì)出口溫度的影響55-56
• 5.5 本章小結(jié)56-57
• 結(jié)果與展望57-59
• 參考文獻(xiàn)59-63
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文63-64
• 攻讀碩士學(xué)位期間參加的科研工作64-65
• 致謝65

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