套管式蓄热器热性能数值模拟及实验研究
随着社会和经济的发展,能源危机已经成为了我们必须面对的问题。在国内外能源短缺,能源需求增加的背景下,如何节约能源成为一个重要课题。蓄热技术对于改善能源利用效率和保护环境都非常的重要,而相变蓄热具有蓄能密度高、蓄热过程温差变化小等优点,逐渐成为研究的热点。目前,相变材料与蓄热器结构是蓄热技术研究和发展的两个方向。
本文以石蜡作为相变蓄热材料,首先通过相变蓄热理论分析,建立了模拟对象的物理模型和数学模型。其次,通过数值模拟的方法,分析了多管排列模型蓄放热过程中温度场的分布情况。利用FLUENT软件对模型进行求解,并对计算结果进行分析,模拟结果证明多管排列模型相对于同心套管模型而言,不仅缩短了蓄热器的蓄放热时间,而且使温度场的分布更加均匀合理。最后,搭建了套管式相变蓄热器的实验台,通过对热流体流量的控制,在不同热流体流量下进行蓄热器蓄热和放热实验,采集了蓄热器内不同位置热电偶的温度数据,分析不同热流体流量对蓄热器热性能的影响。将数值模拟结果与实验数据进行比对,发现蓄热器内温度场沿径向和轴向变化情况基本一致。但由于数值模拟过程对模型进行了简化,同时实验过程存在热损失等因素,造成了模拟结果与实验数据存在误差。
本课题通过对套管式蓄热器进行数值模拟与实验研究,为今后套管式相变蓄热器的设计及优化提供参考依据。
同心套管;蓄热器;热性能;相变材料;数值模拟
河北科技大学
硕士
化工过程机械
崔海亭
2012
中文
TK124;TB34
64
2012-09-03（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）