新型相变材料蓄放热特性的数值计算与实验研究

论文摘要

随着人们对能源问题重要性的认识,蓄热技术的重要性也日益突出。而相变蓄热以其蓄热密度大、蓄热器结构紧凑、体积小、热效率高、蓄放热温度恒定、易于运行系统匹配、易于控制等突出的优点,日趋成为蓄热系统的首选,在新能源利用领域具有诱人的应用前景。因此对相变材料及相变传热的分析研究是很有必要的。本文采用了一种新型的相变材料SXR—S,对该相变材料的蓄放热特性进行了理论计算和实验研究。首先,引入相变问题的数学物理模型。本文建立的是一个一维的、非稳态的、液相不含自然对流的、固液相变的数学模型,并采用有限差分法进行数值求解,获得了该相变材料的蓄放热特性随水温的变化关系。其次,建立了相变蓄热装置蓄放热特性实验台。在各种工况下,对新型相变材料SXR—S的蓄放热特性及其规律进行实验研究。研究水的流速、初始温度等因素对相变材料蓄放热特性的影响规律,并确定各影响因素的重要程度,优化设计方案。最后,通过对数值模拟和实验结果进行比较,验证了所建立的数学模型的可靠性。通过比较可以看出,理论计算与实验结果基本相符,为蓄热装置在实际工程中的应用提供了设计参考依据。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 前言
• 1.1 相变蓄热课题的研究背景及其意义
• 1.2 国内外的研究动态
• 1.2.1.相变材料的研究进展
• 1.2.2.相变传热过程的机理研究
• 1.2.3.相变蓄热系统（LHTES）优化设计及蓄热装置强化传热
• 1.3 本课题的研究内容
• 第二章 新型相变材料SXR—S蓄放热特性的理论研究
• 2.1 物理模型的建立
• 2.2 数学模型的建立
• 2.2.1 蓄热过程
• 2.2.2 放热过程
• 2.3 数值计算结果与分析
• 2.4 管内流体温度随管长的变化
• 2.5 管壁温度随管长的变化
• 2.6 本章小结
• 第三章 实验装置及设备介绍
• 3.1 实验台的搭建
• 3.2 温度测点的布置
• 3.3 本实验采用的相变材料
• 第四章 新型相变材料SXR—S蓄放热特性的实验研究
• 4.1 实验目的
• 4.2 实验方案的设计
• 4.3 实验结果及分析
• 4.4 实验结果与理论计算值的比较
• 4.5 本章小结
• 第五章 结论及展望
• 5.1 结论
• 5.2 展望
• 参考文献
• 主要符号表
• 硕士期间发表的论文
• 致谢