本文關(guān)鍵詞：相變儲(chǔ)能換熱器的傳熱特性及其應(yīng)用研究

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【摘要】：本文利用儲(chǔ)能技術(shù)把富余的,不連續(xù)的能量?jī)?chǔ)存起來(lái),實(shí)現(xiàn)能量利用的時(shí)間和空間轉(zhuǎn)移,通過(guò)實(shí)驗(yàn)和數(shù)值模擬的研究方法,考察了相變換熱器的傳熱及儲(chǔ)能特性,對(duì)換熱器的蓄能過(guò)程及相變材料的相變規(guī)律進(jìn)行了研究,提出了相變蓄能換熱器蓄熱量的經(jīng)驗(yàn)公式。其主要研究?jī)?nèi)容和結(jié)論如下：1、遴選幾種適合本課題溫度需求的儲(chǔ)能材料,通過(guò)加熱和步冷的實(shí)驗(yàn)方法,確定相變材料的相變溫度、過(guò)冷度、傳熱均勻性,認(rèn)為相變蠟較適合做為本課題研究的相變材料,該相變材料的相變溫度為30℃,傳熱各向同性,熱性能穩(wěn)定,過(guò)冷度小于1℃。2、根據(jù)數(shù)值模擬的研究方法,利用gambit軟件建立了相變蓄熱單元的傳熱模型,并利用fluent軟件模擬出了相變單元的傳熱過(guò)程,計(jì)算得到了PCM(相變材料)熔化和凝固過(guò)程的相界面位置、溫度分布與時(shí)間的關(guān)系曲線。結(jié)果顯示,相變儲(chǔ)熱單元在液相率最大時(shí)傳熱效率和相變儲(chǔ)能效率最高,此時(shí)PCM所發(fā)生的相變范圍為最佳儲(chǔ)熱范圍,該蓄熱單元最佳儲(chǔ)熱范圍的內(nèi)徑約為16.6mm,即PCM相變范圍為2.3mm。3、利用相變蠟作為儲(chǔ)能材料制作出一種同心套管式相變儲(chǔ)能換熱器,對(duì)換熟器在通過(guò)熱空氣時(shí)的相變傳熱及儲(chǔ)能特性進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究。實(shí)驗(yàn)證明,儲(chǔ)能換熱器在本實(shí)驗(yàn)條件下的較適宜流量為0.00047m3.s,且受熱源溫度的影響較大,在55℃時(shí)的儲(chǔ)熱量最大,在忽略熱量損失情況下的儲(chǔ)能效率達(dá)22%左右,85min時(shí)最大儲(chǔ)熱量為25.821KJ,并擬合出該換熱器的最大儲(chǔ)熱量與通入氣體和相變蓄熱介質(zhì)的溫差及氣體流量之間的函數(shù)關(guān)系式f=808.6x+6.9y(x40)。得出該換熱器中相交材料的較佳填充范圍為2mm～5mm,列管布置的間距為4 mm～10mm。
【學(xué)位授予單位】：中南林業(yè)科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：TK172

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：1253521