不污染环境的天然传热流体

不污染环境的天然传热流体

一、不污染环境的天然传热流体(论文文献综述)

曹朱款冰[1](2020)在《相变材料微胶囊蓄热单元蓄热释热特性研究》文中进行了进一步梳理我国是世界上清洁能源利用增长速度最快的国家,但在开发利用过程中,存在比如风能、太阳能的间歇性与时效性,以及用电昼夜的不平衡性,电网调峰矛盾日益加剧,国内已全面实行峰谷电价政策。储能已是可再生能源利用、电网电力需求侧“移峰填谷”的主要技术手段,也是有关专业人士研究的热点。作为一种热能储存技术,相变储能具有储热性能好的优点。本文自行设计了一种相变材料微胶囊蓄热单元,利用数值模拟的方法研究了其蓄释热特性。论文建立了相变微胶囊等距布置的板囊结合的蓄热单元物理模型。应用Fluent计算软件模拟研究了相变材料种类,微胶囊壁材,单个微胶囊内相变材料质量含量,相变微胶囊板间距对微胶囊内相变材料蓄热和释热过程的影响,分析了微胶囊内相变材料液相体积分数,平均温度等参数随时间的变化规律。研究结果表明:(1)当微胶囊内相变材料初始温度为324.15K时,换热流体入口温度为343K时,通过石蜡、硬脂酸、软脂酸相变过程液相体积分数的比较及相变蓄热量的计算,得出当相变材料为硬脂酸时,相变材料相变蓄热量最大,纯石蜡、软脂酸相变蓄热速度快,但相变蓄热量较小;当微胶囊内相变材料初始温度为330.15K时,换热流体入口温度为290K时,通过石蜡,硬脂酸,月桂酸相变过程液相体积分数的比较及释热量的计算,得出:当微胶囊内相变材料为硬脂酸时,相变材料的相变释热速率较慢,释热量较大;(2)当相变材料为纯石蜡且其初始温度为324.15K时,通过单个微胶囊内相变材料质量含量14.58%,15.06%,17.07%相变过程中液相体积分数的比较及相变蓄热量的计算,得出:当单个微胶囊内相变材料质量含量为17.07%时,相变材料的相变蓄热量最大,相变材料质量含量为14.58%和15.06%时,相变蓄热速度较快,但相变蓄热量小;当相变材料为纯石蜡且其初始温度为330.15K时,通过单个微胶囊内相变材料质量含量14.58%,14.84%,15.06%相变过程中液相体积分数的比较及释热量计算,得出:当单个微胶囊内相变材料质量含量为15.06%时,相变材料的释热量较大,相变材料质量含量为14.58%和14.84%时,相变材料相变释热速率较高,但释热量较小;(3)当相变材料为纯石蜡且其初始温度为324.15K时,通过脲醛树脂,聚苯乙烯,聚乙烯醇,聚乙烯相变过程中液相体积分数的比较及相变蓄热量的计算,得出:当微胶囊壁材为脲醛树脂时,相变材料的相变蓄热量较大,相变蓄热速率较快;当相变材料为纯石蜡且其初始温度为330.15K时,通过脲醛树脂,聚苯乙烯液相体积分数的比较及相变释热量的计算,得出:当微胶囊壁材为脲醛树脂时,相变材料的相变释热量较大,相变释热速率较快,确定脲醛树脂为微胶囊壁材;(4)当相变材料为纯石蜡时,通过取微胶囊板间距40mm,30mm,20mm进行相变材料液相体积分数的比较和相变蓄热量,释热量的计算,得出:当微胶囊板间距为20mm时,相变蓄热,释热速率较快,相变蓄热,释热量较大;确定微胶囊板间距为20mm。

范伟鑫[2](2020)在《聚乳酸及其复合体系超临界CO2微孔发泡行为的研究》文中指出聚乳酸(Polylactide,PLA)作为一种绿色聚合物材料,以其生物可降解性为人们在新世纪解决环境问题提供了新的思路,在食品包装、缓冲、3D打印、隔热和隔音方面的应用发挥着重要作用。但脆性大,抗冲击能力差,热稳定性差等缺点,限制了PLA的应用。通过超临界流体微孔发泡,制备具有微孔结构的PLA,是对其增韧和多功能化的有效途径之一。多壁碳纳米管(Multi-walled carbon nanotubes,MWNTs)是制备许多优秀复合材料的必备原料,其优异的力学性能、导热性以及电磁屏蔽性都可以为聚乳酸材料带来性能的提升。本文针对PLA以及PLA/MWNTs纳米复合体系的微孔发泡行为开展实验研究,通过熔融共混制备PLA、PLA/MWNTs纳米复合材料,分析MWNTs含量对PLA力学性能的影响,探究饱和压力、饱和时间、油浴温度、油浴加热时间以及MWNTs含量对泡孔结构的影响规律,并结合PLA、PLA/MWNTs在油浴过程中内部传热模拟,研究温度场分布与泡孔结构分布的内在联系,为PLA及其纳米复合体系的微孔发泡提供理论依据和技术支持。本文的主要研究内容和成果如下:(一)聚乳酸微孔发泡材料的制备及发泡行为研究。首先,利用双螺杆挤出机制备短棒状的PLA样条,作为微孔发泡的试样。然后以超临界CO2(scCO2)为物理发泡剂,通过间歇式发泡法对PLA样条进行微孔发泡,并对发泡后的样品使用扫描电子显微镜(SEM)进行扫描,观察泡孔结构与分布并探究饱和压力、油浴温度及时间等参数对其的影响。最后,通过Ansys19.0软件对油浴过程中样品内部的瞬时传热过程进行了模拟,进而获得了实时温度场分布云图。研究结果表明:(1)饱和压力太低,超临界CO2的溶解度小,发泡效果不理想。饱和压力的提升,有利于提高超临界CO2在基体内的溶解率,进而增加泡孔密度;(2)在一定范围内增加油浴的温度和加热时间,有利于控制泡孔结构。另外,油浴温度过高,或油浴加热时间过长,会导致泡孔结构的坍塌与变形;(3)同时泡孔的结构与分布具备如下规律:外层大孔、中间层和内层小孔呈阶梯状分布,在中心区域没有形成泡孔。样品在油浴过程中内部温度场分布不均造成了样品泡孔外大内小,孔径呈阶梯状分布的结果。(二)聚乳酸/多壁碳纳米管纳米复合材料的制备及其力学性能表征。首先通过哈克流变仪探究熔融共混时间对MWNTs在PLA内分布的影响,选择合适共混时间后再通过熔融共混的方式分别使用双螺杆挤出机与微型注射机制备短棒状与哑铃状的PLA/MWNTs纳米复合材料。使用扫描电子显微镜观察MWNTs在材料内的分布情况,并且通过万能试验机对哑铃状的PLA/MWNTs复合材料进行力学性能测试,讨论MWNTs含量对其力学性能的影响。得到结果如下:(1)确定PLA与MWNTs的适宜共混时间为10 min;(2)MWNTs质量分数为3%与4%的纳米复合材料内部MWNTs分散效果较好;(3)MWNTs的加入在一定程度上赋予PLA/MWNTs纳米复合材料较为优异的力学性能,加强其抗拉伸性能、强度。但是MWNTs的含量并不是越多越好的,添加过多的MWNTs反而会使材料力学性能有所降低。(三)聚乳酸/多壁碳纳米管纳米复合材料微孔发泡行为研究。同样采用间歇式微孔发泡法对短棒状的PLA/MWNTs纳米复合材料进行微孔发泡;通过改变MWNTs含量、饱和压力等参数,探究它们对泡孔结构与分布的影响,同时对该复合材料在油浴过程中内部热传导进行模拟分析,获得温度场分布云图,探究MWNTs含量对内部热传导的影响。研究结果表明:(1)MWNTs的含量会影响其在复合材料中的分布。当MWNTs的含量从0.5%逐渐增加至1%、2%时,样品内部的泡孔因为MWNTs异相成核的作用,分布逐渐密集,泡孔结构趋于稳定。而当MWNTs的含量为3%、4%、5%时,泡孔结构普遍增大且分布稀疏;(2)饱和压力的大小是造成泡孔密度与分布之间差异的主要原因之一。随着饱和压力的升高,泡孔密度与平均孔径也会增加。若压力过高则会出现泡孔合并和塌陷;(3)PLA/MWNTs纳米复合材料内部的泡孔结构和分布同样与油浴过程中样条内部的热历史密切相关。相同的材料在不同的温度场下内部泡孔结构表现出不同的形态。呈环状的温度场分布导致样条内部区域出现阶梯状非均匀泡孔分布。泡孔孔径外大内小,分布呈阶梯状,这是由于第二步油浴过程中,样品内部温度场分布不均导致的。

许多[3](2020)在《干热岩热储层产热稳定性及经济性评价》文中认为地热能是一种绿色低碳、可循环利用的可再生能源,具有储存量大、清洁环保、稳定可靠等特点,干热岩属于地热能中的一种,其能源储存量大约占地热资源总量的三分之一。所以近几年利用干热岩发电采暖成为人们研究的热点,干热岩采暖技术虽相较于发电来说更易于实现,但热储层在供暖应用过程中的产热稳定性及产热效果仍需探索研究。论文对比分析了不同干热岩热储层致裂技术,得出二氧化碳压裂形成裂缝数量多、分布均匀、缝宽适宜,而水力压裂裂纹数量较少,多是较长主裂纹。综合得到在裂缝形态以及对岩体和环境影响方面二氧化碳致裂优势明显。本文针对干热岩双井置换系统建立了单裂隙的热储层模型,运用Fluent软件模拟研究了该系统一个供暖周期(五个月)内裂隙宽度、工作流体流速、岩层初始温度对生产井的出水温度、裂隙周围岩层温度分布、工作流体在裂隙内的温度及产热速率等的影响。结果表明:岩层初始温度对生产井的出水温度、产热速度影响较显着,初始温度越大,生产井出水温度及产热速率越大,裂隙周围的取热半径越大。模拟了基础模型热储层连续运行十年的开采温度变化得到系统连续取热六年半左右时间便不能满足供暖需求,但文中将干热岩应用于供暖,非供暖期可进行热恢复,这样系统的运行寿命很长。本文中的干热岩供暖系统可满足的供暖建筑面积约为790000平方米且应用于实践中的投资回报率为450%,同样取地热能对寒区供暖,从初投资、系统运行费用等方面来看如果系统长期运行,干热岩供暖系统比地源热泵系统具有更高的经济性。干热岩供暖系统虽然初投资较大,但其应用经济性很高,长期运行从各个方面来说都有受益,具有广阔的前景。

王乐乐[4](2020)在《混合工质R1234ze(E)/R152a的管内流动沸腾传热特性实验研究》文中指出鉴于现今常用的R22和R404A,R407C以及R410A等制冷工质将被逐渐淘汰同时作为替代工质的天然工质或者毒性较高、或者具有燃爆性亦或者循环压力高,同样被限制使用,因此,采取优势互补,将2种或2种以上的工质组合成混合工质作为替代制冷工质成为了重要研究方向。经研究得出,近共沸混合制冷工质R1234ze(E)/R152a(质量比40/60)环保性好,制冷性能优秀,具有优良的热物理性质和循环性能,是良好的替代制冷工质。而研究R1234ze(E)/R152a(质量比40/60)在水平管内的流动沸腾传热特性以及传热机理对探索提高该工质管内传热和优化蒸发器结构,以及将该混合工质推广应用具有重要价值,且目前尚未有该方面的研究。本文搭建了混合工质在水平微肋管和光滑管内流动沸腾传热的实验系统,并对该实验系统的主要组成及工作原理进行了介绍,依据实验结果和理论分析,研究在小管径光滑管及常规管径微肋管内,R1234ze(E)/R152a(质量比40/60)的流动沸腾传热特性。得出以下主要结论:在小管径光滑管内,当质流密度增加时,在内径为6mm管内,传热系数先小幅度降低,之后开始逐渐升高,而在4mm内径管内,传热系数大幅增加;传热系数与热流密度具有明显的相关性,热流密度增大时,传热系数大幅增加,而与饱和温度关联性较小,传热系数随饱和温度的增加呈现出微量增加的趋势;传热系数随干度的增加先稳定在一定范围内不变之后降低。在常规管径微肋管内,随质流密度或热流密度的升高,传热系数呈现出与光滑管内(6mm内径下)几乎相似的变化趋势,同时得出热流密度越大,临界干度越小;随着饱和温度的增加,沸腾传热系数呈现出微量增加的趋势;随着工质的不断沸腾,干度上升,传热系数先微量增大之后降低,这有别于光滑管内,传热系数随干度增大先几乎保持不变而后降低的现象。选取了与实验研究工况较为一致的现有的混合工质沸腾传热关联式进行预测,得出Jung等[98],Choi等[99]关联式在光滑管内预测精度较高,平均相对偏差和平均绝对偏差分别为0.58%,-0.92%和27.5%,23.8%。在微肋管内Wu等[105],Chamra等[102]关联式预测精度较高,平均相对偏差和平均绝对偏差分别为3.77%,8.72%和10.39%,25.79%。最后得出,现有的用于预测混合工质光滑管内沸腾传热的关联式仅适于预测特定工质,通用性不强,需要开发新的预测关联式用于预测R1234ze(E)/R152a(质量比40/60);而在微肋管内,Wu等[105]可用于对该混合工质的流动沸腾传热系数进行预测。

陈雪娇[5](2020)在《昆明地区利用太阳能空气集热器采暖建筑的室内热环境分析》文中指出近年来,太阳能采暖被认为是降低采暖能耗有效且环保的方法之一。其中,利用太阳能加热空气来提高室内空气温度的方式因其系统结构简单、成本低而受到较广泛重视。以昆明为代表的西部温和地区,冬季太阳辐射资源丰富,但昼夜温差大,随着生活水平的提高,人们对冬季采暖的需求越来越大。寻求兼顾低能耗太阳能采暖与高舒适度的健康居住环境成为了人们关注的热点。本文通过理论分析、实验测试和CFD数值模拟相结合的方法,在昆明地区气候条件下,对利用太阳能空气集热器采暖的试验房展开实验研究。并将实验数据作为边界条件通过CFD数值模拟对采暖试验房进行优化设计,此外对与昆明地区总太阳辐照量相近的西部寒冷地区乌鲁木齐市就采暖所需集热面积进行模拟研究。主要研究内容有:(1)根据传热学理论阐述了采暖试验房的传热原理,介绍预测平均投票PMV和预测不满意百分比PPD两大室内热舒适度指标。(2)以在昆明市搭建的面积为24m2的采暖试验房为研究对象,布置测点,设计无热源工况与利用太阳能空气集热器采暖的五种不同工况实验。利用实验平台实测不同工况下室内外空气温度、室内外温相对湿度、室内外风速、围护结构内表面温度、室内垂直高度温度,并整合实测数据,计算得出各工况下的PMV、PPD值。实验表明:利用太阳能空气集热器采暖在昆明地区是可行的,在晴天气候下,可明显改善白天室内的热舒适度。虽无法满足整个夜间舒适度要求,但因为围护结构和室内空气热容的作用,延长了舒适时间。其中,集热面积为2m2时房间舒适程度最高,绝大部分时间内室内舒适等级为Ⅱ级。为满足整个夜间舒适度需求,加入辅助热源空气源热泵低温地板辐射采暖系统,夜间室内空气温度升高,且室内空气温度波动范围较小,夜间室内舒适程度明显得到改善,能够满足昆明地区冬季夜间的采暖舒适需求,且由于白天空气热容的作用,使得热泵使用时间减少,具有节能效果。(3)利用Airpak模拟软件,根据采暖试验房的实际尺寸建立用于数值模拟计算的物理模型,对集热面积为2m2的实验工况进行模拟,测点的模拟值与实测值变化趋势一致,二者吻合度较高,验证了该模型的可靠性。并分析水平截面人体静坐高度Y=1.1m温度、速度、PMV及PPD云图。垂直截面选取靠近南墙与进风口中心平行的垂直方向Z=2.63m截面,与靠近北墙的对比截面Z=1.0m分别对温度、速度云图进行分析。(4)使用经过验证的模型模拟不同出风口位置(东墙、南墙、西墙)以及不同送风温度(60℃、65℃)下房间内的热环境。分析截面与模拟实验工况的截面相同。此外,选取房间垂直截面中部Z=2.04m,取靠近西墙X=0.85m,房间中部X=2.85m,以及靠近东墙X=4.85m,形成房间垂直方向交叉截面,导出截面数据分析各方案下室内空气平均温度、PMV、PPD变化趋势。利用暂态模型对在一天中随室外空气温度变化,不同送风温度下(50℃、55℃、60℃、65℃)室内空气温度变化趋势。通过对不同截面微观分析对比以及对房间整体的宏观分析,得出最佳出风口位置位于西墙,最优送风温度为60℃。将最佳模型运用在-10℃的较低室外空气温度下对集热面积(2m2、4m2、6m2)进行分析。模拟结果表明:集热面积为6m2即可基本满足房间内舒适度要求。

赵伟东[6](2020)在《MA-APEA聚合物的合成及其去质子化程度对钙垢影响的研究》文中研究指明聚羧酸类阻垢剂如马来酸和丙烯酸的均聚物或共聚物,因其对钙垢的良好抑制性能,以及非磷、无氮和对环境的友好性而备受青睐。本研究以马来酸酐和烯丙氧基聚氧乙烯醚羧酸为原料,过硫酸铵为引发剂,通过自由基聚合合成了聚合物阻垢剂MA-APEA。本研究主要致力于用静态阻垢法研究MA-APEA去质子化程度对抑制钙垢的影响;同时分别考察了添加量、温度、Ca2+浓度和pH等条件对聚合物抑制碳酸钙垢的影响;通过失重法研究了MA-APEA对A3碳钢的缓蚀性能和去质子化程度对缓蚀性能的影响;通过扫描电镜和X衍射分析碳酸钙晶体的形貌与晶型分布,并对MA-APEA的阻垢机理进行了探索。结果表明:不同程度的聚合物去质子化对低碳钢的不同钙垢和缓蚀性能有不同的影响;随着去质子化程度的增加,聚合物承受高碱度,高硬度和高温的性能降低;去质子化程度的变化影响文石和球霰石向方解石的转化,并且几乎不影响CaCO3晶体的晶体形态。MA-APEA已被证明是一种出色的钙垢抑制剂。

孙婧婷[7](2019)在《北方地区农村住宅太阳能采暖系统研究》文中研究说明在化石能源日趋枯竭,生态环境严重恶化的现代,各国都已采取不同措施来发展清洁能源,调整能源结构,改善生态现状。并随着时代的发展和生活水平的提高,人类对室内环境的要求不断增长,导致近年来建筑能耗不断飙升,在为人类提供舒适的同时,也对环境造成了巨大破坏。化石能源的紧缺与环境问题的激化,迫使太阳能这一清洁能源逐步走向市场。本文从河北地区的气候及太阳能资源状况出发,通过对该地区所属建筑热工分区进行分析,在太阳能采暖、供热水系统分析设计中,对太阳能保证率进行分析,得到了可使系统经济性最佳的太阳能保证率范围。分析了该地区农村可用辅助热源,通过分析对比确定以生物质燃料作为太阳能供热系统的辅助热源,经济性和环保效益都优于其它热源,并确定辅助热源设备在系统中的设置位置及方式,以更节能,更环保的方式满足用户的热舒适度要求。对常见的储能方式进行分析,针对河北地区一农村住宅除了常规的太阳能-蓄热水箱采暖系统,比较不同的集热器面积和水箱体积的太阳能保证率,太阳能集热器面积30m2和水箱容积为5m3的情况下,平板集热器的平均太阳能保证率65.5%,剩余热负荷仍需要辅助热源提供。设计了一套太阳能-蓄热与地源热泵供热水系统,充分利用太阳能和浅层地表能,扩大太阳能热利用的深度与广度,提高太阳能利用率。利用TRNSYS软件模拟研究表明通过地埋管的方式可以有效将夏季太阳能储存到土壤中,土壤的平均温度得到提升,土壤蓄热率76.6%,热泵COP也会得到提高。通过对集热器面积的优化,发现在连续运行10年里,在10-20 m2时,土壤温度相对稳定,对土壤的影响最小。超过20 m2土壤平均温度逐年增加,低于10 m2土壤平均温度逐年降低。集热器面积越小,热泵耗电越高,从60 m2降低到20 m2,耗电量增加了 40%。

王博成[8](2019)在《沈阳地区办公建筑自然通风利用率及其优化设计研究》文中认为自然通风是一种既节约能源又不污染环境的建筑通风方式。随着空调技术和机械通风技术的发展,自然通风的利用价值会经常被人们忽视。但空调和能耗机械通风能耗是建筑能耗的重要组成部分,它们都会或多或少的消耗不可再生能源。同时,近年来,建筑室内由于长期使用空调对人员的健康也造成了不小的伤害。所以,随着全球能源危机的爆发以及人们对建筑空间内环境品质要求的提升,自然通风这一建筑通风方式又重新被人们所重视。自然通风在很多时候能够代替机械通风,而且可以为建筑内部空间创造更加良好的风环境,既可以不使用不可再生能源又可以提高建筑室内空气质量,并且有益于建筑室内人员健康。但随着现代城市的发展,无论是建筑内部环境还是所处的外部环境都变得更加复杂,这使得城市建筑的自然通风设计也变得更加复杂化。因此也需要对建筑的自然通风做更加深入的研究。建筑自然通风的设计,需要在方案初期就要对建筑所在地的自然通风应用能力进行初步的预测,再根据基地周边的风环境确立相应的自然通风设计策略,已达到基地中建筑对自然通风充分利用的目的。而办公建筑由于室内人员较多,建筑的热负荷较大,如果能够最大程度的使用自然通风的方式改善办公空间内的热舒适环境,并且提高办公空间内空气质量,对于降低办公建筑的能耗是十分有意义的。因此,本文的研究主要是根据沈阳地区的气象参数为依据,讨论办公建筑对自然通风的利用状况,以及从建筑设计的角度出发,在提高自然通风利用率基础上的相关自然通风优化设计策略。首先,通过对目前已有的自然通风利用率预测方法进行总结和分析,确立沈阳地区办公建筑的自然通风利用率分析方法,并对沈阳地区办公建筑全年逐时通风量、自然通风状态下的室内温度和自然通风有效性进行计算,得出了沈阳地区的办公建筑全年对自然通风的利用状况,并通过对计算结果的分析总结了影响办公建筑的自然通风利用率的相关建筑设计因素。然后,采用CFD方法和Airpak软件分别对影响自然通风利用率的建筑设计相关因素进行数值模拟分析。其中包括办公建筑本体设计因素和室外微环境因素。从建筑设计的角度出发,结合模拟结果,分析提高沈阳地区办公建筑自然通风利用率的相关建筑设计策略。最后,对沈阳建筑大学内的一实例办公建筑进行内部办公空间及外部环境的自然通风现状模拟,并结合提高自然通风利用率的建筑设计策略对其进行优化设计。

杨现禹[9](2019)在《纳米材料增强页岩井壁稳定性的数值模拟与实验研究》文中指出页岩气作为重要的非常规天然气之一,储量丰富。页岩是典型的低渗透性沉积岩,其井壁稳定问题始终是国内外页岩气(油)勘探开发中的难点和热点,页岩气钻井过程中所钻遇75%以上的地层是页岩地层,而由它引起的井眼失稳问题超过90%。抑制页岩水化和封堵页岩纳米孔隙,是页岩气水平井能否稳定以及页岩气能否高效持续开采的基础。基于环保和经济成本压力,如果钻井液和页岩之间相互作用可以被最小化,水基钻井液比油基钻井液将更具应用前景,而使用水基钻井液同时不污染环境的最优措施为盐水基钻井液。因此盐溶液对页岩渗透率、膜效率和润湿性的影响规律需要明确。纳米颗粒可以封堵页岩裂缝和裂隙已经得到了学界和工业界的认可,然而,纳米颗粒在页岩孔隙中的运动规律尚未被认识。哪些参数可以提升纳米颗粒在微纳米尺度上的封堵效果也并不明确。因此,本文采用实验测试、微观观测、理论分析和数值模拟结合的方式,利用页岩压力传递实验仪等设备研究盐溶液在压差作用下对页岩物理-化学渗流性能以及表面性能的影响,评价工程实际条件下盐水基溶液对页岩渗透率、膜效率和润湿性的影响,为设计维持页岩气水平井井壁稳定性的盐水基钻井液提供基础。进一步地,提供一种数值模拟模型,编程重构颗粒在纳米孔隙中的力学模型,模拟颗粒粒径、浓度、速度、颗粒比、重力、旋转、密度、形状、粗糙度和孔道曲折度等因素对页岩孔隙封堵效率的影响,与理论推导结果及第三方实验结果对比验证模型可靠性。同时,结合扫描电子显微镜(SEM)观测颗粒封堵前后页岩微观变化,为纳米颗粒封堵页岩孔隙防止页岩水化提供实验和理论基础。全文共分为五个章节,具体结构如下。第一章:介绍页岩开发现状、页岩气水平井钻井、纳米颗粒堆积模拟等内容,引出研究目的和意义。总结页岩气水平井基本信息、矿物成分、钻遇地层所遇问题,同时掌握目前国内外页岩气水平井所应用的钻井液配方,为后期钻井液配方的研制提供依据和参考。第二章:现场采集重庆秀山、石柱和彭水页岩,分析页岩矿物组成成分及其形貌特征。依据实验筛选的纳米材料,进行纳米材料封堵实验,从压力传递过程及其微观结构分析等方面,研究纳米材料封堵页岩孔隙机理。同时研究不同温度下纳米材料的类型、存在状态、粒径大小和浓度等因素对盐水基钻井液性能的影响规律,了解盐水和纳米材料复配对于页岩井壁稳定性的影响。第三章:对不同浓度和不同类型的盐溶液(共5种类型×3种浓度)进行压力传递实验。然后对比不同盐溶液对龙马溪组页岩渗透率、膜效率和润湿性的影响规律,获得最优的维持页岩井壁稳定性的盐类及其浓度。第四章:模拟颗粒粒径、浓度、速度、颗粒比、重力、旋转、密度、形状、粗糙度、孔道曲折度等因素对页岩孔隙封堵效率的影响,同时与第三方实验结果对比验证模型可靠性。第五章:通过室内实验,提出由纳米材料、盐类、降滤失剂、润滑剂和增粘剂等组成的页岩气水平井盐水基钻井液的优化配方,使其在高温下流变性能和滤失性能保持稳定。同时,保证钻井液体系抑制页岩水化,通过高标准的环保性测试。通过上述研究工作,主要得到以下结论和认识:(1)对相同浓度的盐溶液阻滞龙马溪组页岩孔隙压力传递性能进行分类。5wt%盐溶液规律:HCOONa>KCl>NaCl>CaCl2>HCOOK。10 wt%盐溶液规律:HCOONa>HCOOK>NaCl>KCl>CaCl2。20 wt%盐溶液规律:HCOONa>KCl>HCOOK>NaCl>CaCl2。(2)具有更好阻滞孔隙压力传递能力的五种盐溶液是20 wt%HCOONa,5 wt%HCOONa,20 wt%KCl,20 wt%HCOOK和5 wt%NaCl。HCOONa比其他盐类具有更好的阻滞压力传递性能。具有较高膜效率的前三种盐溶液是5 wt%NaCl(σ=0.014),10 wt%KCl(σ=0.012)和20 wt%HCOONa(σ=0.01)或20 wt%NaCl(σ=0.01)。(3)龙马溪组页岩膜效率与NaCl,KCl和CaCl2溶液的水活度呈正相关,而与HCOONa和HCOOK溶液的水活度呈负相关。NaCl,KCl,CaCl2和HCOONa的膜效率和水活度曲线拟合度高(R2=0.6969-1),更具参考价值。水溶液PTT后页岩接触角变小,相反,盐溶液PTT后页岩接触角比原始样品的接触角更大。此外,页岩在一定压力下,经过不同浓度相同类型盐溶液完全渗透后,接触角规律为5 wt%>10 wt%>20 wt%。(4)采用CFD和DEM方法在微观尺度上模拟颗粒悬浮液封堵页岩孔隙。纳米颗粒的运动规律和最终封堵效果可通过CFD后处理获得。粒子轨迹和封堵效率可通过离散粒子模型获得。由于颗粒为微纳米颗粒,其所受拖拽力与常规尺寸下所受拖拽力不同,为确保模拟结果合理性,编写UDF程序,整理球体拖拽力的实验数据及经验公式,修改标准拖拽曲线。同时,模拟结果(颗粒大小和浓度)通过理论公式推导验证和第三方实验验证,增加模型可信度和适用性。(5)颗粒大小和浓度是影响封堵效率的主要因素,在颗粒尺寸不超过出口尺寸条件下,当颗粒浓度为5 wt%时,颗粒尺寸增加33%和60%,颗粒堆积效果增加13%和23%。就颗粒浓度而言,与1 wt%颗粒浓度相比,11 wt%和5 wt%的颗粒浓度使封堵效率提高75%和50%。粒子速度、孔隙粗糙度和孔隙曲折度对封堵效果影响较大。然而,由于颗粒本身为微纳米尺寸,颗粒比、重力、旋转、密度、颗粒形状和颗粒粗糙度对封堵效率几乎没有影响。(6)结合盐溶液对页岩化学抑制的影响规律,以及纳米颗粒流动对页岩孔隙物理封堵的影响规律,提出了一套可用于页岩气水平井的盐水基钻井液体系。其具有良好的流变性能,表观粘度为46mPa·s,动应力维持在14Pa,动塑比在不同温度维持在0.43 Pa/mPa·s,滤失量存在一定的变化,常温滤失量为4mL,在120℃时滤失量达到最大值7.5mL,滤液pH值维持在7或8,基本不变。摩擦系数在室温条件下维持在0.2左右,波动范围较窄。对于需要良好润滑性能的页岩地层,可以添加5 wt%聚乙二醇(PEG)以将摩擦系数降低至0.13。水活度在0.889-0.897之间,体系具有良好的耐高温性能。(7)钻井液体系的最佳流变模型为赫-巴模型。膨胀量测试和滚动回收测试结果表明,钻井液体系具有优异的抑制页岩水化膨胀性能。同时,通过细菌生物毒性实验和重金属含量分析实验,结果表明盐水基钻井液体系具有环保特性。压力传递实验表明盐水基钻井液可增强页岩井壁稳定性。论文主要创新点如下:(1)系统探究了不同类型和不同浓度盐溶液对龙马溪组页岩渗流过程的影响规律,为配制维持页岩气水平井井壁稳定性的盐水基钻井液提供基础;(2)掌握盐溶液水活度与龙马溪组页岩膜效率之间的关系曲线,掌握页岩表面润湿性在盐溶液和压力下的变化规律。(3)建立了一种数值模拟模型,编程重构颗粒在纳米孔隙中流动中的力学模型,模拟颗粒粒径、浓度、速度、颗粒比、重力、旋转、密度、形状、粗糙度、孔道曲折度对页岩孔隙封堵效率的影响,同时与理论结果和第三方实验结果对比验证模型可靠性。为纳米颗粒封堵页岩孔隙防止页岩水化提供理论基础。

唐佳东[10](2018)在《半透明介质相变过程光热特性与容差效应研究》文中提出半透明介质相变过程广泛存在于能源利用、材料加工、航空航天等领域,如太阳能热化学反应、液滴燃料燃烧、等离子喷涂、导弹尾喷焰粒子辐射、飞行器热防护、光纤制备等等。半透明介质相变过程是一个强非线性的,复杂的多场耦合问题,涉及辐射导热耦合作用、热光效应、相变潜热的吸收和释放、相变界面的移动,还可能涉及材料体积膨胀、收缩及大变形等现象。分析相变过程中这些效应和行为机制对相关工程应用具有重要意义。本文围绕半透明介质相变过程光热特性和容积变化问题,从算法实现、特性规律、实验研究等几个方面展开研究。主要目的是建立相变过程光热特性和容积变化的数理模型,发展一套适合模拟固液相变问题的辐射-导热-相变一体化算法,通过数值模拟和实验,研究相变过程中光热特性和容差特性规律,为实际应用提供支撑。在算法实现方面,首先基于等效热容法形式的能量方程,结合辐射传输方程,建立了半透明介质相变过程光热特性的数理模型,给出处理相变潜热的等效热容法修正方案;从无网格再生核粒子法(RKPM)的基本理论出发,根据再生条件获得核函数修正函数的系数,构造能量方程和辐射传输方程的配点型RKPM离散格式,发展了多维均匀折射率介质辐射导热耦合RKPM算法,给出了在RKPM算法中辐射、热边界条件的施加方案;针对辐射场求解过程中施加Dirichlet边界条件的困难,根据能量平衡原则,通过边界布置虚拟粒子来处理辐射传递过程,给出了多维半透明、不透明辐射边界条件的RKPM离散格式;进一步,考虑到介质光学特性参数会随温度、相态、空间位置变化,进而影响能量传递过程,基于梯度折射率辐射传输方程,采用一阶差分处理角度再分配项,采用RKPM直接离散折射率梯度项,建立了变折射率介质RKPM算法;为探讨球形粒子在相变过程中的热量传递过程,建立了球坐标系下的RKPM辐射导热耦合算法,基于解析解和数值算例对上述算法的精度和有效性进行分析;最后,针对固液相变过程中材料体积膨胀和收缩问题,根据密度变化,对RKPM粒子支持域和空间位置进行再分配,给出了考虑介质体积变化的RKPM处理方案,实现了RKPM框架下辐射-导热-相变一体化算法。在半透明介质相变过程光热特性规律研究方面,论文重点开展了辐射导热耦合作用以及热光效应对相变进程的影响机制分析;通过对角域和三维凝固问题的模拟,研究了相变传热过程中的辐射导热耦合作用,分析了多维RKPM一体化算法的误差和收敛性,考察了各种热物性参数、热边界条件对介质相变进程中的温度、相变界面、液相率、辐射热流等参数的影响;对定温相变过程和非定温相变过程热光效应的影响进行了模拟,重点讨论介质折射率随空间变化对凝固过程的影响;针对轻水反应堆中熔融燃料与冷却剂的相互作用问题,模拟了毫米级尺寸的Corium和Alumina球形颗粒在水蒸气中的凝固过程,分析了Corium粒子吸收系数变化以及Alumina粒子光学常数随温度和光谱变化引起的热光效应对相变传热过程的影响。在半透明介质相变过程容差特性规律与应用研究方面,重点围绕低熔点烷烃材料相变过程容积变化影响因素、规律特性开展了理论和实验研究。论文首先通过正十八烷的熔化/凝固过程数值模拟和红外辐射诱发熔化实验,分析了体积变化对正十八烷相变过程的影响;进而设计了单向凝固实验装置,对考虑容积变化的RKPM算法进行了验证,初步分析了典型烷烃凝固过程的体积收缩规律;同时基于单向熔化实验装置,研究了不同压力、加热表面温度下烷烃的熔化过程,分析斯忒藩数和压力对熔化液膜热流密度的影响。搭建了固液相变容积变化的水浴测量装置,对常见低熔点烷烃类材料固液相变容差规律进行循环实验研究,获得了单一烷烃和二元混合烷烃在定温和变温水浴条件下总体积变化率的时间特性数据。为改善烷烃材料传热特性,制备了烷烃/膨胀石墨复合相变材料,进一步研究复合相变材料传热特性和体积变化规律。最后,论文对相变过程容差效应在能量储存和转换中的应用进行了探讨,对相变容差驱动发电系统关键部件——相变换热器的传热周期性进行了分析,获得了连续驱动发电条件下交替工作的相变换热器内工质熔化/凝固时间的匹配原则。设计了正十六烷相变容差驱动发电储能回路的原理验证样机,对相变蓄能过程进行实验研究,分析获得了不同换热条件、预充压力变化对蓄能器蓄能过程的影响,为相变容差驱动发电或做功提供设计依据。

二、不污染环境的天然传热流体(论文开题报告)

(1)论文研究背景及目的

此处内容要求:

首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。

写法范例:

本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。

(2)本文研究方法

调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。

观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。

实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。

文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。

实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。

定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。

定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。

跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。

功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。

模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。

三、不污染环境的天然传热流体(论文提纲范文)

(1)相变材料微胶囊蓄热单元蓄热释热特性研究(论文提纲范文)

摘要
abstract
1 绪论
    1.1 课题研究背景及研究意义
    1.2 国内外研究现状
    1.3 相变材料选取原则
    1.4 本文主要研究内容
2 相变传热问题理论及求解
    2.1 相变传热的特点
    2.2 相变传热的数学模型
        2.2.1 温度法模型
        2.2.2 焓法模型
    2.3 相变传热问题的分析求解
        2.3.1 数值法求解
    2.4 Fluent模拟相变传热问题的基本理论
        2.4.1 Solidification/Melting模型
    2.5 本章小结
3 相变微胶囊板相变材料蓄热特性数值模拟研究
    3.1 物理和数学模型的建立
        3.1.1 物理模型
        3.1.2 数学模型
    3.2 计算过程参数和条件的设置
        3.2.1 模型的建立及网格划分
        3.2.2 Fluent参数的设置及工况设定
    3.3 数值模拟结果及分析
        3.3.1 不同相变材料对微胶囊内相变材料蓄热过程的影响
        3.3.2 微胶囊内相变材料质量含量对蓄热过程的影响
        3.3.3 不同微胶囊壁材对微胶囊内相变材料蓄热过程的影响
        3.3.4 不同相变微胶囊板间距对微胶囊内相变材料蓄热过程的影响
    3.4 本章小结
4 相变微胶囊板相变材料释热特性数值模拟研究
    4.1 物理和数学模型的建立
        4.1.1 物理模型
        4.1.2 数学模型
    4.2 计算过程参数和条件的设置
        4.2.1 模型的建立及网格划分
        4.2.2 Fluent参数的设置及工况设定
    4.3 数值模拟结果及分析
        4.3.1 不同相变材料对微胶囊内相变材料释热过程的影响
        4.3.2 不同微胶囊壁材对微胶囊内相变材料释热过程的影响
        4.3.3 微胶囊内相变材料质量含量对释热过程的影响
        4.3.4 不同相变微胶囊板间距对微胶囊内相变材料释热过程的影响
    4.4 本章小结
5 研究结论与展望
    5.1 结论
    5.2 展望
致谢
参考文献
附录
    攻读硕士期间发表的学术论文

(2)聚乳酸及其复合体系超临界CO2微孔发泡行为的研究(论文提纲范文)

摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 聚乳酸
        1.1.1 聚乳酸的制备
        1.1.2 聚乳酸的应用与局限
    1.2 聚乳酸/多壁碳纳米管纳米复合材料
        1.2.1 碳纳米管
        1.2.2 聚合物/碳纳米管复合材料的制备
        1.2.3 聚乳酸/碳纳米管纳米复合材料的研究现状
    1.3 微孔发泡的原理及应用
        1.3.1 发泡原理
        1.3.2 微孔发泡成型工艺
        1.3.3超临界CO_2
    1.4 聚乳酸微孔发泡的研究现状
        1.4.1 聚乳酸微孔发泡
        1.4.2 聚乳酸纳米复合材料微孔发泡
        1.4.3 聚乳酸塑料合金微孔发泡
    1.5 本论文研究的内容与意义
        1.5.1 论文主要研究内容
        1.5.2 论文研究意义及创新点
第二章 实验方案设计与研究方法
    2.1 实验原料与设备
    2.2 实验设计与研究方法
        2.2.1 结构表征
        2.2.2 导热系数测定
        2.2.3 力学性能测试
第三章 聚乳酸微孔发泡材料的制备及发泡行为研究
    3.1 引言
    3.2 实验部分
        3.2.1 实验原料与仪器
        3.2.2 待发泡样条的制备
        3.2.3 间歇式工艺微孔发泡
        3.2.4 聚乳酸微孔发泡过程中的瞬态传热分析
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 饱和压力对泡孔的影响
        3.3.2 油浴温度对泡孔的影响
        3.3.3 油浴加热时间对泡孔的影响
        3.3.4 泡孔的径向非均匀分布与样品内部温度场的关系
    3.4 本章小节
第四章 聚乳酸/多壁碳纳米管纳米复合材料制备及力学性能表征
    4.1 引言
    4.2 实验部分
        4.2.1 实验原料与仪器
        4.2.2 实验原料的预处理
        4.2.3 PLA/MWNTs纳米复合材料的制备
        4.2.4 PLA/MWNTs复合材料力学性能测试
    4.3 结果与讨论
        4.3.1 熔融共混时间对MWNTs在基体内部分布的影响
        4.3.2 MWNTs含量对其在基体内部分布的影响
        4.3.3 不同MWNTs含量的复合材料力学性能测试
    4.4 本章小节
第五章 聚乳酸/多壁碳纳米管纳米复合材料微孔发泡行为研究
    5.1 引言
    5.2 实验部分
        5.2.1 实验原料与仪器
        5.2.2 PLA/MWNTs复合材料的微孔发泡
        5.2.3 PLA/MWNTs纳米复合材料微孔发泡过程中的瞬态传热分析
    5.3 结果与讨论
        5.3.1 MWNTs含量对泡孔的影响
        5.3.2 饱和压力对泡孔的影响
        5.3.3 不同MWNTs含量的复合材料泡孔分布与样品内部温度场的关系
    5.4 本章小节
第六章 结论与展望
参考文献
致谢
附录

(3)干热岩热储层产热稳定性及经济性评价(论文提纲范文)

摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 研究的意义
    1.3 国内外研究发展现状
        1.3.1 国外研究现状
        1.3.2 国内研究现状
    1.4 干热岩地热供暖系统原理
    1.5 干热岩地热系统的商业价值及科研价值
    1.6 研究内容和方法
    1.7 技术路线
2 干热岩热储层致裂技术及其评价
    2.1 干热岩热储层的开发
    2.2 干热岩地热系统钻井设计
    2.3 人工热储层的建造
        2.3.1 人工热储层应该满足的基本条件
        2.3.2 人工热储层的体积
    2.4 不同致裂技术对热储层裂隙的影响
        2.4.1 热储层主要致裂技术
        2.4.2 不同致裂技术优缺点分析
        2.4.3 水力压裂形成裂缝分析
        2.4.4 二氧化碳致裂形成裂缝分析
    2.5 裂隙与产热稳定性
    2.6 本章小结
3 干热岩单裂隙热储层模型建立
    3.1 数值模拟理论基础
        3.1.1 软件介绍
        3.1.2 Fluent换热边界应用公式
    3.2 流体基本控制方程
        3.2.1 连续性方程
        3.2.2 物质导数
        3.2.3 N-S方程
    3.3 物理模型概述
    3.4 数学模型的建立
        3.4.1 基本假设
        3.4.2 基质岩块温度场控制方程
        3.4.3 裂隙水温度场控制方程
        3.4.4 热流固耦合数学模型
    3.5 数学模型基本参数及网格划分
        3.5.1 数学模型的基本参数
        3.5.2 网格划分
    3.6 本章小结
4 模拟结果分析
    4.1 裂隙宽度对系统热稳定性的影响
        4.1.1 生产井水温变化
        4.1.2 岩层温度变化
        4.1.3 裂隙内工作流体温度变化
        4.1.4 系统热稳定性分析
    4.2 流动速度对系统热稳定性的影响
        4.2.1 生产井水温变化
        4.2.2 岩层温度变化
        4.2.3 裂隙内工作流体温度变化
        4.2.4 系统热稳定性分析
    4.3 岩石初始温度对系统热稳定性的影响
        4.3.1 生产井水温变化
        4.3.2 岩层温度变化
        4.3.3 裂隙内工作流体温度变化
        4.3.4 系统热稳定性分析
    4.4 系统的出力与寿命分析
    4.5 本章小结
5 干热岩供暖系统经济性评价
    5.1 系统产热效果
    5.2 干热岩系统经济性概算
    5.3 干热岩供暖系统的经济性优势
    5.4 本章小结
6 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
致谢
参考文献
附录

(4)混合工质R1234ze(E)/R152a的管内流动沸腾传热特性实验研究(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第1章 引言
    1.1 制冷工质的发展历程
    1.2 制冷工质替代现状
        1.2.1 天然制冷工质
        1.2.2 不饱和氟化烯烃类工质
        1.2.3 HFCs混合制冷工质
        1.2.4 含HFO混合工质研究现状
    1.3 工质管内流动沸腾传热特性国内外研究现状
    1.4 研究内容
    1.5 本章小结
第2章 R1234ze(E)/R152a(40/60)的热物性及循环性能分析
    2.1 R1234ze(E)/R152a(40/60)的环保性
    2.2 R1234ze(E)/R152a(40/60)的热物性分析
        2.2.1 基本热物性参数计算
        2.2.2 温度滑移特性
        2.2.3 与R22及其过渡替代工质的对比分析
    2.3 R1234ze(E)/R152a(40/60)的其它特性
        2.3.1 安全性能
        2.3.2 润滑油溶解特性
    2.4 R1234ze(E)R152a(40/60)的理论循环性能
        2.4.1 计算模型
        2.4.2 与R22及其过渡替代工质的循环性能比较
    2.5 本章小结
第3章 R1234ze(E)/R152a(40/60)的管内流动沸腾传热实验
    3.1 实验系统的设计和搭建
        3.1.1 实验系统设计
        3.1.2 实验系统工作原理
        3.1.3 实验系统的主要仪器及设备部件
    3.2 实验准备
        3.2.1 系统保压测试
        3.2.2 系统热平衡测试
        3.2.3 系统工质充灌
    3.3 实验方案
        3.3.1 实验管管型管径的选择
        3.3.2 实验参数的测量
        3.3.3 实验工况的确定
        3.3.4 参数的调节与流程
        3.3.5 实验操作步骤
    3.4 实验数据的处理
        3.4.1 数据处理过程
        3.4.2 实验数据的不确定性分析
    3.5 本章小结
第4章 实验结果及分析
    4.1 R1234ze(E)/R152a(40/60)在小管径光滑管内的流动沸腾传热特性
        4.1.1 质流密度对传热系数的影响
        4.1.2 热流密度对传热系数的影响
        4.1.3 饱和温度对传热系数的影响
        4.1.4 干度对传热系数的影响
        4.1.5 压降特性
    4.2 R1234ze(E)/R152a(40/60)在水平微肋管内的流动沸腾传热特性
        4.2.1 质流密度对传热系数的影响
        4.2.2 热流密度对传热系数的影响
        4.2.3 饱和温度对传热系数的影响
        4.2.4 干度对传热系数的影响
    4.3 本章小结
第5章 关联式预测精度研究
    5.1 水平光滑管内预测关联式的选择
        5.1.1 Jung关联式
        5.1.2 Choi关联式
        5.1.3 Minxia关联式
        5.1.4 Lim关联式
    5.2 光滑管内传热关联式预测偏差
    5.3 水平微肋管内预测关联式的选择
        5.3.1 Chamra关联式
        5.3.2 Hamilton关联式
        5.3.3 Cavallini关联式
        5.3.4 Wu关联式
    5.4 微肋管内传热关联式预测偏差
    5.5 本章小结
6 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 进一步工作的方向
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间的研究成果

(5)昆明地区利用太阳能空气集热器采暖建筑的室内热环境分析(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 研究背景
        1.1.1 我国建筑能耗的问题及应对措施
        1.1.2 可再生能源建筑应用的背景
        1.1.3 中国的太阳能资源及分布
        1.1.4 太阳能采暖方式
        1.1.5 室内热环境与人体舒适度
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 太阳能供热采暖研究现状
        1.2.2 室内热环境及舒适度研究现状
    1.3 研究意义
    1.4 研究内容及方法
        1.4.1 研究内容
        1.4.2 研究方法
        1.4.3 创新点
第2章 采暖试验房传热理论及热舒适性理论
    2.1 采暖试验房传热原理
    2.2 太阳能空气集热器加热量
    2.3 围护结构的能量交换
    2.4 热舒适性理论
        2.4.1 影响热舒适的主要因素
        2.4.2 人体热舒适度评价
        2.4.3 热舒适度参数
    2.5 本章小结
第3章 采暖试验房供暖系统实验研究
    3.1 实验目的
    3.2 实验方案
        3.2.1 实验对象
        3.2.2 实验仪器及设备
        3.2.3 测点布置
    3.3 实验内容
        3.3.1 无热源实验
        3.3.2 坡屋顶太阳能空气集热器与无室内通风管道组合实验
        3.3.3 坡屋顶太阳能空气集热器与室内通风管道组合实验
        3.3.4 南墙立面太阳能空气集热器实验
        3.3.5 南墙立面太阳能空气集热器与坡屋顶太阳能空气集热器组合实验(不考虑窗户透光)
        3.3.6 南墙立面太阳能空气集热器与坡屋顶太阳能空气集热器组合实验(考虑窗户透光)
    3.4 实验结果分析
        3.4.1 集热特性分析
        3.4.2 不同工况下室内外空气温度对比
        3.4.3 不同工况下室内外相对湿度对比
        3.4.4 不同工况下围护结构内表面温度对比
        3.4.5 不同工况下PMV-PPD对比
        3.4.6 室内空气温度与人体热感觉关系
        3.4.7 不同工况下FTC对比
        3.4.8 不同工况下室内垂直温度对比
        3.4.9 太阳能空气集热器与辅助热源共同作用下房间舒适度变化
    3.5 本章小结
第4章 基于CFD技术的数值模拟分析
    4.1 CFD模拟计算的可靠性论述
    4.2 Airpak软件介绍
    4.3 采暖房间物理模型
    4.4 采暖房间数学模型
        4.4.1 数值模拟的控制方程
        4.4.2 湍流模型
        4.4.3 辐射模型
    4.5 热风采暖下CFD模型的建立
        4.5.1 计算域的选取原则和网格划分
        4.5.2 边界条件
        4.5.3 收敛标准和欠松弛因数
        4.5.4 求解器
    4.6 模拟数据与实验数据对比
    4.7 模拟结果分析
    4.8 本章小结
第5章 基于CFD技术的室内热环境影响因素的分析
    5.1 出风口开口位置的分析
        5.1.1 方案设计
        5.1.2 模拟结果分析
        5.1.3 垂直截面典型位置数据分析
    5.2 送风温度的分析
        5.2.1 方案设计
        5.2.2 模拟结果分析
        5.2.3 垂直截面典型位置数据分析
        5.2.4 不同送风温度下室内空气温度变化
    5.3 较低室外空气温度下集热面积的分析
        5.3.1 方案设计
        5.3.2 模拟结果分析
        5.3.3 垂直截面典型位置数据分析
    5.4 本章小结
第6章 全文总结与展望
    6.1 全文总结
    6.2 对未来工作的展望
参考文献
攻读学位期间发表的学术论文和研究成果
    1 研究生期间所发表的学术论文及科研成果
    2 参与课题与项目
致谢

(6)MA-APEA聚合物的合成及其去质子化程度对钙垢影响的研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 阻垢剂的分类
        1.2.1 天然阻垢剂
        1.2.2 合成阻垢剂
    1.3 聚合物缓蚀剂
    1.4 阻垢机理与缓蚀机理
        1.4.1 阻垢机理
        1.4.2 缓蚀机理
    1.5 污垢对设备的危害
    1.6 阻垢剂的去质子化
    1.7 本文的主要工作
        1.7.1 本文的研究意义
        1.7.2 本文的研究内容
        1.7.3 本文的创新点
2 MA-APEA的合成与表征
    2.1 实验试剂与仪器
        2.1.1 实验试剂
        2.1.2 实验仪器
    2.2 目标产物的合成
        2.2.1 MA-APEA聚合物的合成
        2.2.2 去质子化MA-APEA的制备
    2.3 聚合物的表征
        2.3.1 酸值的测定
        2.3.2 固含量的测定
        2.3.3 红外光谱表征
        2.3.4 核磁共振表征
        2.3.5 凝胶色谱分析
    2.4 结果与讨论
        2.4.1 MA-APEA的酸值
        2.4.2 MA-APEA的固含量
        2.4.3 红外光谱表征(FT-IR)
        2.4.4 核磁共振表征(1HNMR)
        2.4.5 MA-APEA的凝胶色谱
    2.5 小结
3 MA-APEA的阻钙垢性能的评定
    3.1 实验试剂与仪器
        3.1.1 实验试剂
        3.1.2 实验仪器
    3.2 MA-APEA阻垢性能的评定
        3.2.1 MA-APEA阻碳酸钙和硫酸钙性能的测定
        3.2.2 MA-APEA阻磷酸钙性能的测定
        3.2.3 电导法对MA-APEA阻碳酸钙性能的评定
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 聚合工艺对MA-APEA阻碳酸钙性能的影响
        3.3.2 去质子化程度对阻垢性能的影响
        3.3.3 添加量对MA-APEA阻垢性能的影响
        3.3.4 温度对MA-APEA阻碳酸钙垢性能的影响
        3.3.5 pH值对MA-APEA阻碳酸钙垢性能的影响
        3.3.6 钙离子浓度对MA-APEA阻碳酸钙垢性能的影响
        3.3.7 反应时间对MA-APEA阻碳酸钙垢性能的影响
        3.3.8 MA-APEA对CaCO_3 溶液相对过饱和度的影响
    3.4 小结
4 MA-APEA的阻垢机理研究
    4.1 实验仪器及钙垢的制备
        4.1.1 实验仪器
        4.1.2 钙垢的制备
    4.2 碳酸钙垢的表征
        4.2.1 扫描电子显微镜SEM
        4.2.2 X射线衍射XRD
    4.3 结果与讨论
        4.3.1 MA-APEA作用下CaCO_3的SEM
        4.3.2 MA-APEA作用下CaCO_3的XRD
        4.3.3 MA-APEA的阻垢机理分析
    4.4 小结
5 MA-APEA缓蚀性能研究
    5.1 实验试剂与仪器
        5.1.1 实验试剂
        5.1.2 实验仪器
    5.2 实验方法
        5.2.1 实验步骤
        5.2.2 分析结果的表达
    5.3 MA-APEA缓蚀性能的评定
    5.4 MA-APEA的缓蚀机理
    5.5 小结
结论
致谢
参考文献
附录 扫描电镜电子穿透深度
攻读学位期间的研究成果

(7)北方地区农村住宅太阳能采暖系统研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 国外研究现状
        1.2.2 国内研究现状
    1.3 主要研究内容
        1.3.1 研究方法
        1.3.2 研究内容
2 北方农村住宅热工性能及太阳辐射特点
    2.1 河北地区气候特点
        2.1.1 气候特点
        2.1.2 建筑热工性能
    2.2 农村建筑采暖热负荷分析
    2.3 太阳辐射照度分析
        2.3.1 太阳辐射计算
        2.3.2 太阳能集热系统优缺点
    2.4 本章小结
3 农村住宅太阳能供暖系统
    3.1 常见采暖系统形式
    3.2 太阳能采暖系统组成
        3.2.1 太阳能集热器
        3.2.2 室内末端系统
        3.2.3 辅助热源的选择
        3.2.4 自动控制及保温
        3.2.5 系统管径的确定
    3.3 储能系统概述
        3.3.1 储能概述
        3.3.2 储热机理
        3.3.3 显热储能方式
    3.4 本章小结
4 太阳能采暖系统设计实例
    4.1 房屋建筑模型
    4.2 负荷计算
        4.2.1 Energyplus动态负荷计算软件介绍
        4.2.2 热负荷模拟与结果分析
    4.3 太阳能热水采暖系统设计
        4.3.1 太阳能集热器设计计算
        4.3.2 蓄热系统
        4.3.3 集热循环水泵
        4.3.4 地源热泵机组的选型
        4.3.5 地埋管设计
    4.4 本章小结
5 太阳能蓄热水箱和土壤源热泵采暖系统仿真模型的建立
    5.1 TRNSYS软件介绍
    5.2 太阳能蓄热水箱供暖系统
        5.2.1 系统建立
        5.2.2 结果与分析
    5.3 太阳能-土壤源热泵采暖系统
        5.3.1 地埋管蓄热模型建立
        5.3.2 集热器面积的优化
    5.4 本章小结
6 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
参考文献
作者简介
作者在攻读硕士学位期间发表的学术论文
致谢

(8)沈阳地区办公建筑自然通风利用率及其优化设计研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 论文的研究背景、目的及意义
    1.2 自然通风研究现状
        1.2.1 自然通风计算的研究
        1.2.2 自然通风效果的评估和预测的研究
        1.2.3 自然通风的设计和应用的研究
    1.3 论文的研究内容
    1.4 组织框架
2 沈阳地区办公建筑自然通风利用率现状分析
    2.1 自然通风利用率影响因素
        2.1.1 气候因素
        2.1.2 建筑设计因素
        2.1.3 人体适应性行为
    2.2 自然通风利用率评估方法选择
        2.2.1 计算原理
        2.2.2 评价指标
    2.3 研究对象类型选择
    2.4 办公建筑模型建立及参数设定
        2.4.1 办公建筑调研
        2.4.2 模型建立
        2.4.3 参数设定
    2.5 计算过程
    2.6 计算结果与分析
        2.6.1 室内中性温度及最低新风量需求
        2.6.2 通风量计算
        2.6.3 室外温度计算
        2.6.4 自然通风有效性
    2.7 本章小结
3 办公建筑本体设计与自然通风利用率
    3.1 AIRPAK软件求解条件及初始值设置
        3.1.1 Airpak软件介绍
        3.1.2 Airpak求解条件
        3.1.3 Airpak初始值设置
    3.2 不同办公空间朝向的模拟
        3.2.1 模拟的定量与变量
        3.2.2 Airpak模型建立及网格划分
        3.2.3 模拟结果
        3.2.4 模拟结果分析
        3.2.5 模拟结论
    3.3 不同办公空间开窗面积的模拟
        3.3.1 模拟的定量与变量
        3.3.2 Airpak模型建立及网格划分
        3.3.3 模拟结果
        3.3.4 模拟结果分析
        3.3.5 模拟结论
    3.4 不同办公空间围护结构传热系数的模拟
        3.4.1 模拟的定量与变量
        3.4.2 Airpak模型建立及网格划分
        3.4.3 模拟结果
        3.4.4 模拟结论
    3.5 不同办公空间长宽比的模拟
        3.5.1 模拟的定量与变量
        3.5.2 Airpak模型建立及网格划分
        3.5.3 模拟结果
        3.5.4 模拟结果分析
        3.5.5 模拟结论
    3.6 多因素拟合分析
        3.6.1 数据选取
        3.6.2 拟合结果
        3.6.3 拟合结果分析
        3.6.4 拟合结论
    3.7 本章小结
4 办公建筑室外微环境与自然通风利用率
    4.1 不同建筑间距的模拟
        4.1.1 模拟的定量与变量
        4.1.2 Airpak模型建立及网格划分
        4.1.3 模拟结果
        4.1.4 模拟结果分析
        4.1.5 模拟结论
    4.2 不同遮挡建筑高度的模拟
        4.2.1 模拟的定量与变量
        4.2.2 Airpak模型建立及网格划分
        4.2.3 模拟结果
        4.2.4 模拟结果分析
        4.2.5 模拟结论
    4.3 不同建筑群体布局的模拟
        4.3.1 模拟的定量与变量
        4.3.2 Airpak模型建立及网格划分
        4.3.3 模拟结果
        4.3.4 模拟结果分析
        4.3.5 模拟结论
    4.4 不同建筑体形系数的模拟
        4.4.1 模拟的定量与变量
        4.4.2 Airpak模型建立及网格划分
        4.4.3 模拟结果
        4.4.4 模拟结果分析
        4.4.5 模拟结论
    4.5 本章小结
5 办公建筑自然通风利用率设计策略及优化设计
    5.1 办公建筑自然通风利用率设计策略
        5.1.1 办公建筑本体设计策略
        5.1.2 办公建筑室外微环境设计策略
    5.2 办公建筑实例风环境现状及优化设计
        5.2.1 实例建筑概况
        5.2.2 Airpak模型建立及网格划分
        5.2.3 实例建筑风环境现状模拟
        5.2.4 实例建筑优化设计及模拟
    5.3 本章小结
6 结论
    6.1 结论
    6.2 展望
参考文献
附录A 附录格式说明
作者简介
作者在攻读硕士学位期间获得的学术成果
致谢

(9)纳米材料增强页岩井壁稳定性的数值模拟与实验研究(论文提纲范文)

作者简历
摘要
abstract
符号说明
第一章 绪论
    1.1 课题背景与研究意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 页岩特征和龙马溪组页岩综述
        1.2.2 页岩井壁稳定性研究
        1.2.3 钻井液化学抑制维持井壁稳定性
        1.2.4 纳米材料物理封堵维持井壁稳定性
    1.3 研究目标、研究内容与技术路线
        1.3.1 研究目标
        1.3.2 研究内容
        1.3.3 需解决的科学问题
        1.3.4 技术路线
第二章 页岩物化特征和纳米材料封堵性能评价
    2.1 页岩采集信息和特性
        2.1.1 龙马溪组页岩矿物成分分析
        2.1.2 秀山龙马溪组页岩形貌分析
    2.2 纳米材料的筛选和封堵测试评价
        2.2.1 纳米材料筛选
        2.2.2 纳米材料封堵页岩孔隙评价
    2.3 本章小结
第三章 纳米材料封堵页岩孔隙的数值模拟
    3.1 颗粒封堵和堆积理论基础
        3.1.1 DEM方法简介
        3.1.2 颗粒碰撞模型
        3.1.3 颗粒之间非接触力模型
        3.1.4 粒子-流体相互作用力模型
        3.1.5 颗粒在流体中流动模型
    3.2 纳米材料封堵模拟简介
    3.3 颗粒堆积模型及其参数设置
        3.3.1 流体及颗粒运动本构模型
        3.3.2 颗粒堆积模型
        3.3.3 模型尺寸、物理特性、网格及碰撞属性
    3.4 页岩孔隙封堵效率的敏感性分析
        3.4.1 重力对颗粒封堵孔隙的影响
        3.4.2 颗粒拖拽力对封堵孔隙效率的影响及其UDF模型
        3.4.3 颗粒与出口尺寸比率对封堵效率的影响
        3.4.4 颗粒入口速度对封堵效率的影响
        3.4.5 颗粒浓度对封堵效率的影响
        3.4.6 颗粒释放模型对封堵效率的影响
        3.4.7 颗粒密度对封堵效率的影响
        3.4.8 颗粒旋转对封堵效率的影响
        3.4.9 颗粒形状对封堵效率的影响
        3.4.10 颗粒和孔隙粗糙度对封堵效率的影响
        3.4.11 孔隙曲折度对模型效率的影响
    3.5 实验验证
        3.5.1 纳米颗粒浓度实验验证
        3.5.2 纳米颗粒尺寸实验验证
        3.5.3 SEM测试
    3.6 本章小结
第四章 盐溶液对龙马溪组页岩物理性能影响机理
    4.1 实验材料及仪器
    4.2 盐溶液对人工页岩渗流过程的影响规律
        4.2.1 渗流过程测试理论基础
        4.2.2 渗流过程实验程序及方法
        4.2.3 人工页岩渗流过程数据分析
    4.3 盐溶液对龙马溪组页岩渗流过程的影响规律
        4.3.1 渗流过程实验结果
        4.3.2 龙马溪组页岩渗流过程数据分析
    4.4 盐溶液对龙马溪组页岩膜效率的影响规律
        4.4.1 测试原理
        4.4.2 实验程序及方法
        4.4.3 实验数据
        4.4.4 膜效率数据分析
    4.5 盐溶液对龙马溪组页岩接触角的影响规律
        4.5.1 实验方法
        4.5.2 实验数据
        4.5.3 接触角数据分析
    4.6 本章小结
第五章 基于纳米颗粒的盐水基钻井液增强页岩井壁稳定性的实验研究
    5.1 实验方法
        5.1.1 基于纳米材料物理封堵和盐溶液化学抑制的协同方法
        5.1.2 实验材料、实验仪器和评价方法
    5.2 基于纳米颗粒的盐水基钻井液体系实验数据
        5.2.1 高性能盐水基钻井液体系配方
        5.2.2 基础性能测试
        5.2.3 水活度及润滑性测试
        5.2.4 流体流型分析
        5.2.5 页岩抑制性评价
        5.2.6 润湿性测试
        5.2.7 环保性评价
        5.2.8 页岩井壁稳定性评价
    5.3 本章小结
第六章 结论与展望
    6.1 结论与创新点
        6.1.1 结论
        6.1.2 创新点
    6.2 论文不足
    6.3 进一步研究思路
致谢
参考文献

(10)半透明介质相变过程光热特性与容差效应研究(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
符号表
第1章 绪论
    1.1 研究背景和意义
    1.2 相变过程中光热特性研究现状
    1.3 相变换热的数值模拟算法概述
        1.3.1 辐射导热耦合传热数值方法分类
        1.3.2 无网格再生核粒子法的研究现状
    1.4 相变材料容差能利用研究现状
    1.5 本文主要研究内容
第2章 相变过程光热特性多维RKPM算法研究
    2.1 引言
    2.2 相变过程中的控制方程
        2.2.1 等效参数形式的能量方程
        2.2.2 介质辐射传输方程
    2.3 修正等效热容法
    2.4 无网格RKPM基本理论模型
        2.4.1 无网格法基本求解过程
        2.4.2 RKPM基本数学模型
        2.4.3 RKPM算法初步验证
    2.5 控制方程的离散
        2.5.1 介质辐射传输方程的RKPM离散格式
        2.5.2 辐射导热耦合方程的RKPM离散格式
    2.6 边界条件的施加
        2.6.1 辐射边界条件的施加
        2.6.2 边界粒子辐射能量关系式的离散
        2.6.3 导热边界条件的施加
        2.6.4 边界粒子导热能量关系式的离散
        2.6.5 施加Dirichlet边界条件的有效性验证
    2.7 RKPM辐射导热耦合算法验证
        2.7.1 二维非稳态导热问题
        2.7.2 二维稳态辐射导热耦合问题
        2.7.3 相变过程中的辐射导热耦合问题
    2.8 本章小结
第3章 半透明介质相变过程光热特性模拟与分析
    3.1 引言
    3.2 角域凝固过程
        3.2.1 算法误差和收敛性分析
        3.2.2 物性参数对温度和液相率分布的影响
        3.2.3 辐射导热耦合数对相变界面的影响
        3.2.4 辐射导热耦合数对辐射热流的影响
    3.3 三维辐射导热耦合传热过程
        3.3.1 第一类边界条件下辐射导热耦合作用
        3.3.2 复合边界条件下的辐射导热耦合作用
    3.4 变折射率介质辐射导热耦合RKPM算法
        3.4.1 变折射率介质耦合传热方程的RKPM离散
        3.4.2 变折射率介质相变过程辐射导热问题模拟
    3.5 球坐标系RKPM辐射导热耦合算法
        3.5.1 球坐标系辐射导热耦合方程
        3.5.2 球坐标系下耦合方程的离散
        3.5.3 液滴瞬态凝固过程的模拟和算法验证
        3.5.4 球壳辐射平衡问题的模拟和算法验证
    3.6 金属氧化物粒子凝固过程模拟
        3.6.1 Corium粒子在水蒸气中的冷凝过程
        3.6.2 Al_2O_3粒子在水蒸气中的冷凝过程
    3.7 本章小结
第4章 低熔点烷烃固液相变容差效应算法与分析
    4.1 引言
    4.2 固液相变过程中考虑体积变化的RKPM算法
        4.2.1 考虑体积变化的RKPM处理方案
        4.2.2 正十八烷体积膨胀/收缩过程分析
        4.2.3 半透明边界条件下的正十八烷相变过程
        4.2.4 热辐射诱发相变过程的实验与模拟
    4.3 低熔点烷烃单向凝固实验
        4.3.1 实验装置和误差分析
        4.3.2 烷烃样品物性参数
        4.3.3 实验结果与分析
    4.4 低熔点烷烃单向熔化实验
        4.4.1 实验装置和实验步骤
        4.4.2 实验结果与分析
    4.5 本章小结
第5章 烷烃固液相变容差特性实验与容差利用分析
    5.1 引言
    5.2 容差驱动设备用固液相变材料的选择
    5.3 实验装置和方法
    5.4 单一烷烃体积变化率测量
        5.4.1 固定水温凝固过程中的体积收缩率
        5.4.2 固定水温熔化过程中的体积膨胀率
        5.4.3 变化水温熔化过程中的体积膨胀率
    5.5 复合烷烃体积变化率测量
        5.5.1 固定水温相变过程中的体积变化率
        5.5.2 变化水温熔化过程中的体积膨胀率
    5.6 烷烃材料传热性能的强化
        5.6.1 烷烃/膨胀石墨复合材料的制备
        5.6.2 烷烃/膨胀石墨复合材料体积变化率
    5.7 容差驱动发电原理方案研究
        5.7.1 容差驱动发电单元及工作过程
        5.7.2 相变换热器结构和布置方案
        5.7.3 容差驱动发电系统工作过程
    5.8 容差驱动相变换热器传热过程分析
        5.8.1 单管相变换热器对流换热过程模拟
        5.8.2 相变换热器排列方式对传热的影响
        5.8.3 换热器工作的周期性及工质熔化/凝固时间的匹配
    5.9 容差驱动储能实验
        5.9.1 实验装置和实验步骤
        5.9.2 容差驱动蓄能过程分析
        5.9.3 实验结果分析
    5.10 本章小结
结论
参考文献
攻读博士学位期间发表的论文及其它成果
致谢
个人简历

四、不污染环境的天然传热流体(论文参考文献)

  • [1]相变材料微胶囊蓄热单元蓄热释热特性研究[D]. 曹朱款冰. 西安科技大学, 2020(01)
  • [2]聚乳酸及其复合体系超临界CO2微孔发泡行为的研究[D]. 范伟鑫. 济南大学, 2020(01)
  • [3]干热岩热储层产热稳定性及经济性评价[D]. 许多. 西安科技大学, 2020(01)
  • [4]混合工质R1234ze(E)/R152a的管内流动沸腾传热特性实验研究[D]. 王乐乐. 南昌大学, 2020(01)
  • [5]昆明地区利用太阳能空气集热器采暖建筑的室内热环境分析[D]. 陈雪娇. 云南师范大学, 2020(01)
  • [6]MA-APEA聚合物的合成及其去质子化程度对钙垢影响的研究[D]. 赵伟东. 兰州交通大学, 2020(01)
  • [7]北方地区农村住宅太阳能采暖系统研究[D]. 孙婧婷. 沈阳建筑大学, 2019(05)
  • [8]沈阳地区办公建筑自然通风利用率及其优化设计研究[D]. 王博成. 沈阳建筑大学, 2019(05)
  • [9]纳米材料增强页岩井壁稳定性的数值模拟与实验研究[D]. 杨现禹. 中国地质大学, 2019(02)
  • [10]半透明介质相变过程光热特性与容差效应研究[D]. 唐佳东. 哈尔滨工业大学, 2018(01)

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不污染环境的天然传热流体
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