太陽能作為重要的可再生能源,被廣泛應(yīng)用在熱發(fā)電等領(lǐng)域。但太陽能的分散性、間斷性和不穩(wěn)定性讓太陽能的供需難以匹配,降低了太陽能光熱發(fā)電的效率。因此,需要發(fā)展蓄熱技術(shù)能量暫時(shí)儲(chǔ)存,使其可以連續(xù)運(yùn)行從而被高效利用。本文針對(duì)長(zhǎng)方體單元高溫相變蓄熱器的蓄熱特性進(jìn)行深入研究,具有較強(qiáng)的理論價(jià)值及應(yīng)用價(jià)值。首先,建立了高溫相變蓄熱器的三維數(shù)值計(jì)算模型,采用數(shù)值模擬手段研究了傳統(tǒng)圓柱單元蓄熱模型的蓄熱特性及熱傳遞規(guī)律;針對(duì)圓柱單元蓄熱模型在蓄放熱后期相變速度慢的缺點(diǎn),提出了長(zhǎng)方體單元蓄熱模型,對(duì)比研究了兩種不同模型蓄放熱過程,分析了兩者的蓄放熱效率;而后,基于建立的長(zhǎng)方體單元蓄熱仿真模型,探究了斯蒂芬數(shù)、雷諾數(shù)等無量綱數(shù)及不同相變材料（PCM）對(duì)蓄熱特性的影響,提出了長(zhǎng)方體單元蓄熱模型普適性換熱準(zhǔn)則式;最后,從蓄熱單元結(jié)構(gòu)形式和級(jí)聯(lián)蓄熱兩方面對(duì)長(zhǎng)方體蓄熱單元進(jìn)行優(yōu)化,比較了不同尺寸梯臺(tái)單元對(duì)換熱性能的影響,并在此基礎(chǔ)上研究了不同相變材料的級(jí)聯(lián)蓄熱過程,揭示了多級(jí)相變材料對(duì)蓄熱器換熱性能的提升機(jī)理。通過上述研究發(fā)現(xiàn):（1）圓柱體蓄熱單元的蓄放熱過程中,存在熔化、凝固末期速率慢、時(shí)間長(zhǎng)的缺點(diǎn)。相變材料平均... 

【文章來源】：山東大學(xué)山東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：85 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖１－１太陽能光熱發(fā)電廠示意圖??太陽能熱發(fā)電技術(shù)就是將太陽輻射聚集并轉(zhuǎn)化為高溫?zé)崮�，然后將高溫�(zé)崮??

山東大學(xué)碩士學(xué)位論文??文中提到的相變材料篩選原則，參考不同Ａｌ－Ｓｉ合金相變溫度、相變潛熱、導(dǎo)熱??系數(shù)等物性參數(shù)選擇ＡＩ－１２Ｓｉ為本文研宄的相變材料。Ａｌ－１２Ｓｉ的物性參數(shù)如表??］－４所示。??表ｌ－４Ａｌ－１２Ｓｉ物性參數(shù)??相變溫度（°Ｃ）密度（ｋｇ／ｍ３）相變潛熱（ｋＪ／ｋｇ）比熱（ｋＪ／ｋｇ．Ｋ）導(dǎo)熱系數(shù)（Ｗ／ｍ．Ｋ）??５７７?２６６０?５１５?Ｌ４９?１８０??１．４．２蓄熱器結(jié)構(gòu)研究??Ｅｓｅｎ和Ｄｕｒｍｕ等間研宂了如圖１－３所示的兩種管殼式結(jié)構(gòu)的太陽能蓄熱模??型，結(jié)果表明模型圖１－３?（ｂ）所示的模型２的換熱時(shí)間明顯少于圖１－３⑷所示的??模型１，是更優(yōu)的蓄熱模型選擇。??ＰＣＭ?（Ｃ（Ｃ－＾Ｐ｜??／?＼??ｙ?＼??ＨＴＦ??，＂＼??＼?????＾?????＾??（ａ）?（ｂ）??圖１－３兩種不同的圓柱換熱結(jié)構(gòu)圖??Ａｔｕｌ?Ｓｈａｒｍａ等設(shè)計(jì)制作了如圖１－４所示的管殼式儲(chǔ)能換熱器并對(duì)其進(jìn)行??儲(chǔ)放能過程的研宄。換熱器的換熱流體經(jīng)換熱管內(nèi)流過，相變材料則填充于殼體??與管之間，研究結(jié)果表明這種結(jié)構(gòu)相變材料熔化時(shí)間較短，具有良好的儲(chǔ)熱性能。??１２??

緒論??入Ｌ??＿??，?ＰＣＭ??’?ｊ?．．?—?Ｗａｌｌ??ｊ?－一?Ｈ丁Ｆ??出口??圖１－４圓柱管殼式蓄熱結(jié)構(gòu)圖??Ｂａｎａｓｚｅｋ等Ｗ，３１］對(duì)圖丨－５所示的垂直螺旋板式換熱器進(jìn)行了理論和實(shí)驗(yàn)研??究，這種結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是一條流道內(nèi)灌注ＰＣＭ，另一條流道通水換熱。研宄表明??該結(jié)構(gòu)形式的蓄熱器結(jié)構(gòu)緊湊、傳熱結(jié)構(gòu)合理所以換熱效率較高。Ｉｓｍａｉ丨等在??不同工況下對(duì)圖１－６所示的球式相變儲(chǔ)能換熱器的充放熱過程進(jìn)行了數(shù)值模擬??和實(shí)驗(yàn)研宄，通過與實(shí)驗(yàn)結(jié)果的比較驗(yàn)證了數(shù)值模型的準(zhǔn)確性，并對(duì)換熱器模型??進(jìn)行了換熱性能優(yōu)化。：Ｈｉｓｈａｍ等針對(duì)放置在雙管間環(huán)形區(qū)的相變蓄熱系統(tǒng)進(jìn)??行了研究，結(jié)果表明，系統(tǒng)的煙效率隨著雷諾數(shù)、比傳熱面積、流體換熱壁溫的??增大而增大，隨著流體入口溫度的增大而減校ＡＲＫＡＲ等Ｍ將不同形狀膠囊??ＰＣＭ放入圓柱箱體中，研究了它們放熱性能。結(jié)果表明，放熱性能由好到差分??別為球型膠囊、圓柱型膠囊、平板型膠囊、管型的膠囊。通過分析發(fā)現(xiàn)，由于管??型膠囊具有較低的孔隙率，放熱性能最差。??ＰＣＭ?Ｕ流體出口??Ｌ＿Ｊ??ｊ｝流體入口??圖１－５垂直螺旋板式換熱器結(jié)構(gòu)圖圖１－６球式相變儲(chǔ)能床換熱器結(jié)構(gòu)圖??江邑等［３５］建立了板式相變蓄熱計(jì)算模型，研宄了其不同運(yùn)行條件下的熱性能，??１３??

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
[1]三元氯化鹽相變蓄熱特性及強(qiáng)化換熱研究[D]. 張嘉輝.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2018
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[3]相變蓄熱換熱器的數(shù)值模擬及優(yōu)化設(shè)計(jì)[D]. 徐明.西安建筑科技大學(xué) 2015
[4]翅片管換熱器傳熱特性的數(shù)值模擬研究[D]. 羅亮.中南大學(xué) 2010
[5]中常溫相變蓄熱的理論與實(shí)驗(yàn)研究[D]. 孫旋.北京工業(yè)大學(xué) 2003



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