本文關(guān)鍵詞：相變蓄熱換熱器的數(shù)值模擬及優(yōu)化設(shè)計(jì)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：近年來(lái),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)的污染問題也越加嚴(yán)重,為了改善這些問題,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),開發(fā)應(yīng)用蓄熱技術(shù)的產(chǎn)品。相變蓄熱換熱裝置充分利用了相變蓄熱材料儲(chǔ)熱密度大、蓄熱時(shí)溫度波動(dòng)小的特點(diǎn),對(duì)工業(yè)余熱回收和改善供暖環(huán)境起著積極作用。因而,在世界各國(guó)都在面臨能源危機(jī)的今天,新型高效的相變蓄熱裝置對(duì)能源的合理利用有很重要的影響。本文選用赤藻糖醇為相變蓄熱材料,并采用帶有內(nèi)環(huán)肋和翅片的換熱管,設(shè)計(jì)出了適用于室內(nèi)的相變蓄熱換熱器,并對(duì)其蓄熱過程進(jìn)行數(shù)值模擬和參數(shù)優(yōu)化。首先,根據(jù)某一地區(qū)冬季室內(nèi)供暖負(fù)荷對(duì)相變蓄熱器尺寸結(jié)構(gòu)進(jìn)行了初步設(shè)計(jì);建立相變蓄熱換熱器的物理模型,利用FLUENT軟件對(duì)蓄熱器的相變傳熱問題建立數(shù)學(xué)模型進(jìn)行蓄熱過程的數(shù)值模擬;而后,研究不同結(jié)構(gòu)對(duì)蓄熱性能的影響:分析了換熱管有無(wú)內(nèi)環(huán)肋對(duì)蓄熱體性能的影響;對(duì)比分析不同翅片間距的換熱體相變時(shí)間和蓄熱效率,并對(duì)換熱管結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化;利用數(shù)值模擬數(shù)據(jù)對(duì)相變蓄熱換熱器的入口流速、入口溫度等運(yùn)行工況進(jìn)行優(yōu)化。結(jié)果表明:熱流體通道內(nèi)增加內(nèi)環(huán)肋能有效提升相變蓄熱器整體性能,獲得更好的蓄熱效果;換熱管翅片結(jié)構(gòu)對(duì)相變蓄熱過程有較大影響,選擇合理的翅片結(jié)構(gòu)能夠改善蓄熱器性能。研究發(fā)現(xiàn)內(nèi)環(huán)肋換熱管管長(zhǎng)與管內(nèi)壓降成正比關(guān)系,平均每厘米壓降為52.8Pa,蓄熱效率隨著管長(zhǎng)增加呈先增加后降低的趨勢(shì),最佳管長(zhǎng)為400mm;帶有翅片的內(nèi)環(huán)肋換熱管蓄熱器,入口溫度為495K,入口流速為12m/s時(shí),相變蓄熱換熱器性能最好,其蓄熱量為668.35kJ,蓄熱時(shí)間為3458s,蓄熱效率為87.3%,在蓄熱過程中沒有出現(xiàn)熱應(yīng)力集中現(xiàn)象。
【關(guān)鍵詞】：相變蓄熱器 數(shù)值模擬 優(yōu)化設(shè)計(jì) 性能分析
【學(xué)位授予單位】：西安建筑科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TK172
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 1 緒言8-15
• 1.1 課題研究背景和意義8-9
• 1.1.1 研究背景8-9
• 1.1.2 研究意義9
• 1.2 相變蓄熱的研究狀況9-14
• 1.2.1 蓄熱材料的研究9-11
• 1.2.2 相變蓄熱裝置容器和換熱器的研究11-13
• 1.2.3 相變蓄熱系統(tǒng)的數(shù)值模擬研究13-14
• 1.3 本課題研究?jī)?nèi)容14-15
• 2 相變蓄熱理論及數(shù)值計(jì)算方法15-27
• 2.1 相變傳熱的特點(diǎn)15-16
• 2.2 相變傳熱研究16-19
• 2.2.1 焓法模型17-18
• 2.2.2 顯熱容法模型18-19
• 2.3 相變傳熱的數(shù)值計(jì)算方法19-23
• 2.4 FLUENT軟件數(shù)值模擬23-26
• 2.4.1 FLUENT軟件23-24
• 2.4.2 FLUENT凝固/熔化模型24-26
• 2.5 本章小結(jié)26-27
• 3 相變蓄熱換熱器設(shè)計(jì)及數(shù)值模擬27-38
• 3.1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)27-29
• 3.2 相變蓄熱換熱裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及封裝29-33
• 3.3 數(shù)值模擬33-36
• 3.3.1 物理模型33-34
• 3.3.2 數(shù)學(xué)模型的建立34-35
• 3.3.3 數(shù)值模擬具體步驟35-36
• 3.4 本章小結(jié)36-38
• 4 內(nèi)環(huán)肋翅片相變蓄熱體蓄熱性能數(shù)值模擬38-52
• 4.1 相變蓄熱換熱器蓄熱過程數(shù)值模擬分析38-41
• 4.2 內(nèi)環(huán)肋對(duì)相變蓄熱性能的影響41-45
• 4.2.1 相變蓄熱換熱管內(nèi)熱流體流動(dòng)特性分析41-42
• 4.2.2 相變蓄熱換熱體內(nèi)部傳熱特性分析42-43
• 4.2.3 綜合分析場(chǎng)協(xié)同原理43-45
• 4.3 翅片對(duì)相變蓄熱性能的影響分析45-51
• 4.3.1 有無(wú)翅片對(duì)相變蓄熱性能的影響46-47
• 4.3.2 翅間距對(duì)相變蓄熱性能的影響47-49
• 4.3.3 翅片高度對(duì)相變蓄熱性能的影響49-50
• 4.3.4 增加翅片對(duì)相變蓄熱體蓄熱容量的影響50-51
• 4.4 本章小結(jié)51-52
• 5 相變蓄熱換熱器的參數(shù)優(yōu)化52-60
• 5.1 相變蓄熱體換熱管長(zhǎng)度優(yōu)化52-55
• 5.2 相變蓄熱體運(yùn)行參數(shù)優(yōu)化55-59
• 5.2.1 入.溫度參數(shù)優(yōu)化55-56
• 5.2.2 入.流速參數(shù)優(yōu)化56-58
• 5.2.3 優(yōu)化結(jié)果分析58-59
• 5.3 本章小結(jié)59-60
• 結(jié)論與展望60-62
• 致謝62-64
• 參考文獻(xiàn)64-68
• 附錄 攻讀碩士研究生期間論文發(fā)表情況68

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前3條

1 杜海存;謝鵬;戴源德;楊建敏;;空氣源-地板輻射采暖系統(tǒng)的應(yīng)用研究[J];江西能源;2007年04期

2 華建社;焦勇;王建宏;;Al-Si/Al_2O_3高溫復(fù)合相變蓄熱材料的研究[J];熱加工工藝;2012年08期

3 崔海亭,袁修干,邢玉明;高溫相變蓄熱容器的優(yōu)化設(shè)計(jì)及參數(shù)分析[J];太陽(yáng)能學(xué)報(bào);2003年04期

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前2條

1 王t1;汽車余熱相變蓄能傳熱分析[D];吉林大學(xué);2007年

2 謝鵬;相變蓄熱式太陽(yáng)能低溫地板輻射采暖的設(shè)計(jì)及性能研究[D];南昌大學(xué);2008年

  本文關(guān)鍵詞：相變蓄熱換熱器的數(shù)值模擬及優(yōu)化設(shè)計(jì)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

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本文編號(hào)：287558