發(fā)布時間：2017-09-29 01:25

  本文關(guān)鍵詞：微膠囊相變蓄熱流體傳熱特性研究

  更多相關(guān)文章： 微膠囊相變流體 等效比熱法 熱電聯(lián)產(chǎn) 儲熱

【摘要】：隨著我國熱電聯(lián)產(chǎn)機組發(fā)展容量越來越大,以及風能等可再生能源比例的不斷增大,風與熱的沖突在北方地區(qū)尤為嚴重。熱電聯(lián)產(chǎn)機組參與電網(wǎng)調(diào)峰的需求也越來越大,本文以微膠囊相變流體作為研究對象,主要針對微膠囊相變流體的物性以及其傳熱及流動特性進行數(shù)值模擬研究,同時也研究了微膠囊相變流體應(yīng)用于熱電聯(lián)產(chǎn)儲熱系統(tǒng)對機組調(diào)峰能力的影響。首先本文從物理模型角度分析了微膠囊相變流體相比與傳統(tǒng)單相流體的物性計算方法,得出了計算微膠囊相變流體密度、導熱系數(shù)、粘度以及比熱等關(guān)鍵物性參數(shù)的計算關(guān)聯(lián)式。同時從管內(nèi)流動能量方程角度,定性的分析了微膠囊相變流體強化傳熱的影響因素,包括相變潛熱導致流體有效比熱的增加,以及微膠囊顆粒與載流體間的微對流效應(yīng)。然后對于微膠囊相變流體部分的數(shù)值模擬分為：微膠囊內(nèi)部融化過程模擬以及微膠囊相變流體管內(nèi)流動模擬兩部分進行。微膠囊內(nèi)部融化過程采用焓法模型,忽略內(nèi)部自然對流,求解能量方程。對于粒徑dp=40μm的微膠囊內(nèi)部融化過程進行了詳細分析,發(fā)現(xiàn)內(nèi)部融化速率是逐漸變小的,融化過程前63%的時間就能夠吸收90%的相變潛熱。同時研究了微膠囊粒徑以及驅(qū)動溫差對微膠囊融化時間的影響。研究發(fā)現(xiàn)微米級的微膠囊內(nèi)部融化過程所需時間較小dp=10umm,40umm的微膠囊完全融化所需時間僅為28.4ms,2.3ms,說明微膠囊與載流體間熱阻較小,證明了等效比熱模型假設(shè)的合理性。微膠囊相變流體管內(nèi)流動過程采用等效比熱模型進行數(shù)值模擬,分別針對管內(nèi)低Re的管內(nèi)層流過程以及高Re的管內(nèi)湍流過程的管內(nèi)傳熱性能進行研究。層流過程模擬主要針對0-30%的微膠囊濃度下以及在0.025m/s-0.1m/s流速條件下管內(nèi)流動特性及微膠囊融化區(qū)域分析。湍流過程主要針對Twall=400K,373K兩種邊界條件下的管內(nèi)流體溫升過程及傳熱量分析。最后研究了微膠囊相變流體儲熱系統(tǒng)對熱電聯(lián)產(chǎn)機組調(diào)峰能力的提升,研究使用抽汽式熱電聯(lián)產(chǎn)機組電熱特性的數(shù)學模型,采用上文所研究的微膠囊相變流體設(shè)計儲熱系統(tǒng)。針對300MW熱電聯(lián)產(chǎn)機組在額定280MW熱負荷的條件下,使用微膠囊相變流體儲熱系統(tǒng)能夠使調(diào)峰容量從52.20MW提高到92.88MW提高了81.4%。說明儲熱系統(tǒng)對熱電聯(lián)產(chǎn)機組調(diào)峰容量提升具有積極意義。
【關(guān)鍵詞】：微膠囊相變流體 等效比熱法 熱電聯(lián)產(chǎn) 儲熱
【學位授予單位】：華北電力大學(北京)
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TK124
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 緒論10-19
• 1.1 研究背景10-12
• 1.2 熱電聯(lián)產(chǎn)儲熱系統(tǒng)的研究進展12-13
• 1.3 微膠囊相變流體研究現(xiàn)狀13-17
• 1.3.1 實驗研究現(xiàn)狀14-16
• 1.3.2 數(shù)值模擬研究現(xiàn)狀16-17
• 1.4 本文的主要工作17-19
• 第2章 微膠囊相變流體物性及強化傳熱機理分析19-28
• 2.1 微膠囊相變流體介紹19-20
• 2.1.1 微膠囊顆粒物理結(jié)構(gòu)19-20
• 2.1.2 微膠囊相變流體20
• 2.2 微膠囊相變流體物性參數(shù)20-25
• 2.2.1 微膠囊相變流體密度20-21
• 2.2.2 微膠囊相變流體粘度21-22
• 2.2.3 微膠囊相變流體比熱容22-23
• 2.2.4 微膠囊相變流體熱導率23-25
• 2.3 微膠囊相變流體強化傳熱機理分析25-27
• 2.4 本章小結(jié)27-28
• 第3章 微膠囊顆粒內(nèi)部融化過程模擬28-36
• 3.1 微膠囊融化模型28-29
• 3.2 微膠囊顆粒融化過程數(shù)值模擬29-35
• 3.2.1 融化過程模擬29-32
• 3.2.2 融化時間影響因素分析32-35
• 3.3 本章小結(jié)35-36
• 第4章 微膠囊相變流體管內(nèi)流動數(shù)值模擬研究36-49
• 4.1 數(shù)學模型36-38
• 4.1.1 等效比熱模型36-38
• 4.2 微膠囊相變流體管內(nèi)流動數(shù)值模擬38-41
• 4.2.1 模型驗證39-41
• 4.3 計算結(jié)果及分析41-48
• 4.3.1 管內(nèi)層流工況41-45
• 4.3.2 管內(nèi)湍流工況45-48
• 4.4 本章小結(jié)48-49
• 第5章 微膠囊相變流體在熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)中的應(yīng)用研究49-54
• 5.1 熱電聯(lián)產(chǎn)電熱特性49-50
• 5.2 加入儲熱后熱電聯(lián)產(chǎn)機組調(diào)峰特性50-51
• 5.3 微膠囊相變流體儲熱系統(tǒng)51-53
• 5.4 本章小結(jié)53-54
• 第6章 結(jié)論與展望54-56
• 6.1 結(jié)論54-55
• 6.2 今后研究方向55-56
• 參考文獻56-60
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文及其它成果60-61
• 致謝61

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1 李s，

本文編號：939204