發(fā)布時間：2021-03-27 06:29

　　近年來,伴隨著現(xiàn)代社會的快速發(fā)展,全球的能源消耗隨著各國的需求增長而越來越大,因此加大利用可再生能源以及提升能源利用率成為大家如今迫切需要完成的目標(biāo),這其中蓄熱技術(shù)是一種重要的實現(xiàn)途徑。蓄能技術(shù)包含多種蓄熱方式,而本文主要采用相變蓄能技術(shù),相變蓄能廣泛應(yīng)用于各專業(yè)領(lǐng)域內(nèi),其理論研究及實際應(yīng)用也都有著良好發(fā)展。本課題基于前人的研究成果,進(jìn)而優(yōu)化開發(fā)了一種復(fù)合定型相變換熱器,并對此換熱器的實際應(yīng)用提出一定的建議。本文設(shè)計、開發(fā)了一種翅片管式定型相變換熱器,其以復(fù)合定型相變材料聚乙二醇/二氧化硅/膨脹石墨為填充物,本材料以83:10:7為配比,材料的相變溫度為51℃、潛熱值為121.8J/g,導(dǎo)熱系數(shù)是1.82w/（m·k）,適合本換熱器所使用的系統(tǒng)。依照相變傳熱理論及換熱器的設(shè)計原則,在前人的基礎(chǔ)上建立本相變換熱器的物理和數(shù)學(xué)模型,運用CFD軟件及GAMBIT軟件進(jìn)行網(wǎng)格劃分并對換熱器性能規(guī)律進(jìn)行研究。加工上述模型的換熱器產(chǎn)品進(jìn)行相變換熱器的實驗臺搭建,將實驗所得與數(shù)值計算作對照研究,進(jìn)而驗證了模型的可行性。將定型相變換熱器與室內(nèi)環(huán)境相結(jié)合,采用CFD軟件進(jìn)行室內(nèi)溫度場的模擬,以大連地區(qū)一... 

【文章來源】：大連理工大學(xué)遼寧省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：72 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 課題主要介紹
    1.1 研究背景與價值
        1.1.1 課題研究背景
        1.1.2 課題研究目的及意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 相變材料的發(fā)展現(xiàn)狀
        1.2.2 相變換熱器的研究進(jìn)展
        1.2.3 強(qiáng)化換熱技術(shù)的研究現(xiàn)狀
    1.3 本文主要工作
        1.3.1 存在的問題
        1.3.2 主要研究內(nèi)容
        1.3.3 技術(shù)路線
2 復(fù)合定型相變材料
    2.1 復(fù)合定型相變材料的選擇
        2.1.1 相變蓄能材料的選擇依據(jù)
        2.1.2 定型相變材料的確定
    2.2 相變材料的制備
        2.2.1 實驗原材料及儀器設(shè)備
        2.2.2 制備流程
    2.3 PCM的熱物性
        2.3.1 不同配比下的材料熱物性參數(shù)對比
        2.3.2 本文相變材料的最終配比
    2.4 本章小結(jié)
3 相變蓄放熱換熱器傳熱模型的建立
    3.1 相變傳熱基礎(chǔ)知識
        3.1.1 相變傳熱過程中的問題
        3.1.2 分析解法
        3.1.3 數(shù)值解法
    3.2 相變換熱器的設(shè)計基礎(chǔ)
        3.2.1 相變換熱器的結(jié)構(gòu)
        3.2.2 負(fù)荷計算
    3.3 物理模型
        3.3.1 串聯(lián)式定型相變換熱器
        3.3.2 并聯(lián)式定型相變換熱器
    3.4 網(wǎng)格劃分
    3.5 FLUENT軟件概述
    3.6 融化凝固模型
    3.7 數(shù)學(xué)模型的建立
    3.8 CFD模擬的條件設(shè)定
    3.9 本章小結(jié)
4 翅片管式定型相變換熱器的實驗
    4.1 實驗臺的搭建
        4.1.1 實驗系統(tǒng)
        4.1.2 實驗儀器及材料
    4.2 實驗過程
    4.3 實驗結(jié)果及分析
        4.3.1 串聯(lián)式定型相變換熱器的實驗結(jié)果
        4.3.2 并聯(lián)式定型相變換熱器的實驗結(jié)果
    4.4 實驗和CFD模擬比較
        4.4.1 串聯(lián)式對比分析
        4.4.2 并聯(lián)式對比分析
    4.5 本章小結(jié)
5 翅片管式定型相變換熱器的運行
    5.1 串、并聯(lián)式的對比分析
    5.2 建立相變換熱器與房間的物理模型
    5.3 模型的FLUENT參數(shù)設(shè)定
    5.4 換熱器表面溫度對室內(nèi)溫度場的影響
        5.4.1 不同的換熱器表面溫度工況的模擬
        5.4.2 模擬結(jié)果分析
    5.5 相變換熱器的運行模式
        5.5.1 太陽能集熱器
        5.5.2 相變換熱器間歇蓄放熱模擬
    5.6 本章小結(jié)
結(jié)論
展望
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]中國太陽能中溫集熱技術(shù)進(jìn)展及應(yīng)用[J]. 張昕宇,李鵬,何濤,邊萌萌,陳一言,王敏,李博佳,葛洪川,王博淵.  太陽能學(xué)報. 2019(06)
[2]聚乙二醇/二氧化硅/膨脹石墨相變儲能材料的制備與性能研究[J]. 仝倉,李祥立,端木琳.  區(qū)域供熱. 2018(03)
[3]膨脹石墨/石蠟復(fù)合相變材料溫度穩(wěn)定性研究[J]. 王杰,張竹柳,張運華.  建材世界. 2017(04)
[4]高溫套管式熔融鹽相變蓄熱器蓄熱性能實驗研究[J]. 馬朝,何雅玲,袁帆,呂碩,朱桂花.  西安交通大學(xué)學(xué)報. 2017(05)
[5]多孔纖維相變調(diào)濕材料的制備與性能研究[J]. 尚建麗,程鵬.  現(xiàn)代化工. 2015(05)
[6]微波法制備膨脹石墨及其膨脹特性[J]. 田禾青,王維龍,丁靜,郭祥.  化工學(xué)報. 2015(S1)
[7]板翅換熱器導(dǎo)流結(jié)構(gòu)非線性映射與性能多目標(biāo)優(yōu)化[J]. 劉景成,張樹有,徐敬華,周智勇,伊國棟.  化工學(xué)報. 2015(05)
[8]碳纖維/石蠟/膨脹石墨復(fù)合相變材料的制備及強(qiáng)化傳熱研究[J]. 王大偉,余榮升,晏華,王雪梅,胡志德.  材料導(dǎo)報. 2014(24)
[9]對FLUENT輻射模型的數(shù)值計算與分析[J]. 郭磊.  制冷與空調(diào)(四川). 2014(03)
[10]石蠟/膨脹石墨定形相變材料的性能[J]. 胡小冬,高學(xué)農(nóng),李得倫,陳思婷.  化工學(xué)報. 2013(10)

博士論文
[1]面向儲熱的脈動熱管流動與傳熱特性及強(qiáng)化機(jī)理研究[D]. 趙佳騰.中國礦業(yè)大學(xué) 2018
[2]聚乙二醇基復(fù)合儲熱材料的制備、性能及其相變傳熱過程研究[D]. 張磊.武漢理工大學(xué) 2012
[3]熱控相變材料熔滲納米多孔陶瓷的研究[D]. 周祥發(fā).湖南大學(xué) 2011

碩士論文
[1]基于定型材料相變換熱器的開發(fā)與數(shù)值分析[D]. 王巖.大連理工大學(xué) 2018
[2]對流—輻射型墻面板換熱器供暖性能研究[D]. 陳之華.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2018
[3]定形相變材料制備及蓄熱器換熱影響因素研究[D]. 仝倉.大連理工大學(xué) 2016
[4]相變儲能機(jī)組的性能研究及優(yōu)化[D]. 李炎桐.湖南大學(xué) 2016
[5]低溫流體熱分層及空化流動特性研究[D]. 謝小樹.華中科技大學(xué) 2016
[6]定型相變材料回填的U型埋管換熱器性能研究[D]. 劉靚侃.大連理工大學(xué) 2015
[7]相變蓄熱換熱器的數(shù)值模擬及優(yōu)化設(shè)計[D]. 徐明.西安建筑科技大學(xué) 2015
[8]嚴(yán)寒地區(qū)建筑節(jié)能型圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱工性能研究與測試[D]. 李穎.吉林建筑大學(xué) 2014
[9]太陽能—相變水箱蓄熱系統(tǒng)的運行特性研究[D]. 劉程.西南交通大學(xué) 2014
[10]毛細(xì)管前端換熱器傳熱及阻力特性研究[D]. 張威.青島理工大學(xué) 2013



本文編號：3103067