發(fā)布時間：2018-03-25 11:27

  本文選題：相變蓄熱　切入點：數(shù)值模擬　出處：《湖南科技大學》2013年碩士論文

【摘要】：能源緊張已經(jīng)成為21世紀全世界面臨的重大難題。相變材料相變過程中能蓄存或釋放大量熱量，，具有蓄能密度高、易匹配、易控制等眾多優(yōu)點，這可以用于解決熱能供需雙方時間上的不一致問題，具有重要的實用價值。相變蓄能技術研究和應用受到了全世界的廣泛關注。由于相變換熱過程中同時存在導熱與對流的作用，導致相變換熱問題的求解相當復雜，一般要借助數(shù)值模擬進行求解。本文采取Fluent軟件對影響相變傳熱因素進行模擬分析，并對肋片強化換熱效果進行模擬優(yōu)化。主要研究內(nèi)容包括: （1）在第一類邊界條件下，利用焓法，建立了相變蓄熱裝置的數(shù)學和物理模型。在模型水平和豎直放置兩種情況下，分析了不同壁面溫度下相界面移動規(guī)律，完成熔化/凝固所需時間以及液相率的變化等情況。分析了自然對流在相變材料蓄熱與放熱過程中的作用，在融化過程中，自然對流影響很大，大大加快融化速度；而在凝固過程中，自然對流的作用較弱，對完成凝固所需時間影響較小，并且對凝固速率有輕微抑制作用。 (2)在相變蓄熱裝置中添加翅片，對相變蓄熱系統(tǒng)進行強化換熱。論文對多種不同幾何尺寸肋片結構的相變蓄熱器進行了模擬，重點分析了蓄熱系統(tǒng)中肋片個數(shù)、肋片高度以及肋片厚度對相變完成時間的影響。結果顯示：肋片管的換熱效果明顯好于光管，能大大縮短熔化時間，提高換熱效率。肋片的幾何尺寸對換熱系統(tǒng)的換熱效率影響很大，增加肋片個數(shù)、厚度和高度能有效提高換熱速度，完成相變蓄熱或放熱的時間都有所縮短。增加肋片高度對強化換熱效果最好；肋片個數(shù)和厚度的增加，對提高換熱效果的趨勢會漸趨平緩。
[Abstract]:Energy shortage has become a major problem facing the world in the 21st century. Phase change materials can store or release a lot of heat in the process of phase change, which has many advantages, such as high energy storage density, easy matching, easy control and so on. This can be used to address the time gap between the supply and demand of heat energy, The research and application of phase-change energy storage technology have attracted worldwide attention. Due to the effect of heat conduction and convection in the process of phase change heat transfer, the solution of phase transformation heat problem is very complicated. In this paper, the factors affecting the heat transfer of phase change are simulated and analyzed by Fluent software, and the heat transfer effect of rib is simulated and optimized. The main research contents are as follows:. 1) under the first boundary condition, the mathematical and physical models of phase change heat storage device are established by using enthalpy method. In the case of horizontal and vertical placement of the model, the law of phase interface movement at different wall temperatures is analyzed. The effect of natural convection on the heat storage and exothermic process of phase change materials is analyzed. In the solidification process, the effect of natural convection is weak, the effect of natural convection on the time required to complete solidification is small, and the solidification rate is slightly inhibited. In this paper, the phase change accumulator with different geometric sizes is simulated, and the number of fins in the system is analyzed. The effect of rib height and rib thickness on the completion time of phase transformation shows that the heat transfer effect of ribbed tube is better than that of smooth tube, and the melting time can be shortened greatly. The geometric dimension of the rib has a great influence on the heat transfer efficiency of the heat transfer system. Increasing the number, thickness and height of the rib can effectively improve the heat transfer rate. The effect of heat transfer is best with the increase of the height of the rib, and the increase of the number and thickness of the rib will gradually slow down the trend of improving the heat transfer effect.
【學位授予單位】：湖南科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2013
【分類號】：TB34;TU551

【參考文獻】

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本文編號：1662917