【摘要】：20世紀(jì)70年代能源危機(jī)以來(lái),相變蓄能的研究在發(fā)達(dá)國(guó)家迅速崛起,其研究和應(yīng)用涉及的領(lǐng)域包括:材料科學(xué)、可再生能源、工程熱物理、空調(diào)和采暖及工業(yè)廢熱利用等領(lǐng)域。相變蓄能的理論研究和應(yīng)用是在諸多學(xué)科領(lǐng)域的交叉研究方向,其發(fā)展非常迅速。隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,我國(guó)用電峰谷差現(xiàn)象日益嚴(yán)重,同時(shí)城市冬季供暖帶來(lái)的污染問(wèn)題也越加嚴(yán)重,為了改善這些問(wèn)題,加大調(diào)節(jié)用電負(fù)荷和調(diào)整冬季供暖用能結(jié)構(gòu),需要深入研究蓄熱技術(shù),開(kāi)發(fā)應(yīng)用蓄熱技術(shù)的產(chǎn)品。本文設(shè)計(jì)了一種新型復(fù)合定型相變換熱器,運(yùn)用溶膠凝膠法和真空浸滲法,制備復(fù)合定形相變材料PEG/SiO_2/EG。該材料有良好的導(dǎo)熱性能、合適的相變溫度和相變潛熱值,無(wú)毒無(wú)污染,相變過(guò)程不發(fā)生泄漏。根據(jù)相變傳熱基本理論和相變裝置設(shè)計(jì)準(zhǔn)則,建立一種定型相變換熱器的物理模型和數(shù)學(xué)模型。通過(guò)網(wǎng)格劃分軟件GAMBIT和CFD軟件FLUENT對(duì)該換熱器的傳熱性能及規(guī)律進(jìn)行模擬求解。搭建上述模型所述的定型相變換熱器實(shí)驗(yàn)臺(tái),通過(guò)實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證FLUENT模型的可靠性,并通過(guò)實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)定型相變材料PEG/SiO_2/EG定型效果。設(shè)計(jì)一種小型定型相變換熱器,對(duì)光管式、環(huán)肋式、縱肋式與鋼柱式換熱器進(jìn)行對(duì)比研究,結(jié)果表面環(huán)肋式換熱器性能最佳,并研究其入口溫度和入口流速對(duì)換熱器性能的影響。對(duì)環(huán)肋式定型相變換熱器的四個(gè)因素(肋高、肋寬、肋間距及管材)設(shè)計(jì)正交試驗(yàn),并進(jìn)行多因素方差分析,找出顯著性因素。根據(jù)以上研究總結(jié)出定型相變換熱器設(shè)計(jì)中的重點(diǎn)與難點(diǎn),最后設(shè)計(jì)一種新型定型相變換熱器,蓄熱與放熱效率均在80%左右,可以“模塊化”自由拼接。最后,對(duì)新型定型相變換熱器的應(yīng)用場(chǎng)合與運(yùn)行方法做簡(jiǎn)要介紹。綜上所述,本文設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)的新型復(fù)合定型相變換熱器,能夠同時(shí)進(jìn)行蓄放熱過(guò)程,體積輕巧,易于封裝,能夠?qū)崿F(xiàn)模塊化生產(chǎn)。該相變換熱器可應(yīng)用于太陽(yáng)能供暖或家用供暖末端,應(yīng)用領(lǐng)域廣泛,節(jié)能環(huán)保。研究結(jié)果可以為以后優(yōu)化此類換熱器提供參考,具有重要的理論價(jià)值和工程實(shí)際意義。
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TK172

【參考文獻(xiàn)】

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