相變儲能技術(shù)是利用相變儲能材料在相變過程中的潛熱實(shí)現(xiàn)對熱量的儲存及釋放,利用相變儲能技術(shù)回收船舶主機(jī)冷卻水中的余熱,可有效提高船舶中的能源利用率,也可解決余熱利用過程中時(shí)間和空間不匹配的問題。本文設(shè)計(jì)了一種換熱實(shí)驗(yàn)臺,換熱單元采用帶有環(huán)形翅片的套管式換熱器結(jié)構(gòu),并以石蠟為相變材料,用以回收船舶主機(jī)冷卻水余熱。本文首先對相變材料進(jìn)行篩選,根據(jù)船舶主機(jī)冷卻水余熱溫度為80℃,綜合考慮選用相變溫度在80℃左右的石蠟,并利用DSC、Hot Disk等熱分析儀器測量此種石蠟的熱物性參數(shù);然后通過相變傳熱的理論分析,做出了適當(dāng)?shù)募僭O(shè),制作了內(nèi)管帶有翅片的同心套管式換熱器的物理模型和數(shù)學(xué)模型,然后利用FLUENT軟件對相變過程模擬分析,討論了自然對流現(xiàn)象對石蠟蓄放熱過程的影響,同時(shí)分析了內(nèi)管帶有翅片時(shí),豎直放立的相變換熱器內(nèi)石蠟的蓄放熱過程,并比較了不同翅片結(jié)構(gòu)以及不同條件對石蠟蓄熱過程的性能影響;最后設(shè)計(jì)了內(nèi)管帶有5個(gè)翅片的相變換熱單元,與低溫恒溫槽、流量計(jì)、熱電偶以及Agilent溫度采集儀構(gòu)成相變換熱系統(tǒng),分析相變換熱器的蓄熱過程。結(jié)果表明:相變換熱器可有效回收船舶主機(jī)冷卻水的余熱,通過模擬結(jié)果可知自然對流現(xiàn)象對石蠟熔化過程影響很大,但對凝固過程影響較小,甚至可忽略不計(jì)。同時(shí),由于換熱器內(nèi)管安裝翅片,石蠟熔化速率得以增加,相變換熱器的傳熱效率也被有效提高,內(nèi)管安裝5個(gè)翅片時(shí)石蠟熔化所需時(shí)間比內(nèi)管無翅片時(shí)縮短了一半,并且不同數(shù)量與結(jié)構(gòu)的翅片對相變過程影響很大,內(nèi)管安裝14個(gè)翅片時(shí)熔化所需時(shí)間比安裝5個(gè)翅片時(shí)快120min,在內(nèi)管安裝5個(gè)翅片時(shí)翅片高度從60mm減小到20mm的過程中,熔化所需時(shí)間也從300min增加480min。對比實(shí)驗(yàn)結(jié)果和數(shù)值分析結(jié)果發(fā)現(xiàn),在實(shí)驗(yàn)過程不可避免地存在熱損失,因此實(shí)驗(yàn)結(jié)果和數(shù)值分析結(jié)果具有一定的誤差,但實(shí)驗(yàn)測量結(jié)果與模擬結(jié)果趨勢基本相同。
【學(xué)位單位】：大連海洋大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：U664.814
【部分圖文】：

號的方程可簡化為：thsr-RTT 焓變 H 為 DSC 曲線的峰面積，即熱Hdttt 21熱流型 DSC 測量儀還具有如下特點(diǎn)；較��；；空氣、機(jī)械及液氮等冷卻；用星形方式排列，樣品和參比的熱靈敏度更高；凹面可提供必要的熱阻，但熱阻很小

相變儲能在船舶主機(jī)冷卻水余熱回收系統(tǒng)中的應(yīng)用研究METTLER 公司生產(chǎn)的差示掃描量熱儀中備有專用的校準(zhǔn)樣品，分別為銦（In）和鋅n），分別取這兩種校準(zhǔn)樣品測量其質(zhì)量，放入坩堝中制成實(shí)驗(yàn)樣品。使用 In 在 DSC編輯器的 Method 欄下找到 Check DSC In exo^方法，并完成兩次實(shí)驗(yàn)。同理，選用 ZnSC 常規(guī)編輯器的 Method 欄下找到 Check DSC Zn exo^方法，并完成兩次實(shí)驗(yàn)。此次實(shí)驗(yàn)的 In 和 Zn 校準(zhǔn)結(jié)果曲線圖如圖校準(zhǔn)結(jié)果曲線分別如圖 2.4 和 2.5 所示。In 的測值為 29.16J/g，在標(biāo)準(zhǔn)值 27.45J/g-29.45J/g 之間，相變溫度為 156.47℃，介于標(biāo)準(zhǔn)值.3℃-156.9℃之間，同理 Zn 的結(jié)果也在可允許的結(jié)果內(nèi)，所以該 DSC 測量結(jié)果在誤差內(nèi)，儀器不需要校準(zhǔn)

.3℃-156.9℃之間，同理 Zn 的結(jié)果也在可允許的結(jié)果內(nèi)，所以該 DSC 測量結(jié)果在誤差內(nèi)，儀器不需要校準(zhǔn)圖 2.3 銦（In）的校準(zhǔn)結(jié)果曲線Figure 2.3 Calibration result curve of Indium (In)
【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2854497