| 题名 | 基于相变型双开角纵向翅片管蓄/放热过程模拟与优化 |
| 作者 | 卢寒冰 |
| 答辩日期 | 2019 |
| 导师 | 范宗良 ; 马朝阳 |
| 关键词 | 相变材料 强化传热 开角翅片 数值模拟 |
| 学位名称 | 硕士 |
| 英文摘要 | 相变蓄热是一种通过利用相变材料在发生相变过程中吸收或释放热量来储存能量的技术,其具有储能密度大、储热能力强、相变温度恒定等优点,可以有效缓解能量供求双方在时间、地点以及强度上不匹配的问题。因此,相变储热技术已被广泛地应用于化工行业、电力能源、航天和建筑节能等多个领域,是一种解决能源危机的有效途径。相变蓄热技术的关键因素是相变材料,然而目前相变材料的导热系数比较低,致使传热效果不理想,限制了相变蓄热技术在工业上的应用。因此,相变蓄热技术的强化问题已成为当今能源应用领域的研究热点。本研究主要是通过改变翅片管结构,研究其对蓄热装置性能影响。本文以石蜡作为相变储热材料,设计了一种新型双开角纵向翅片管结构。采用数值模拟的方法,通过Fluent软件对其蓄热过程和放热过程进行了数值模拟。对比了无翅片和平直翅片对蓄/放热性能的影响,同时探讨了其结构参数和边界条件对蓄热过程的影响。通过分析得出如下结论:(1)研究翅片结构对蓄热性能的影响机制。结果表明,在蓄热过程中,本文设计的双开角纵向翅片相比于光管、平直翅片,石蜡完全熔化时间分别缩短了63.27%和23.53%;放热过程中,石蜡凝固时间也分别缩短了60.39%和26.66%。同时通过计算对比这三种工况下的蓄热量和蓄热效率,发现双开角纵向翅片结构的换热效果最佳。(2)考察翅片数目、翅片开角的角度、翅片厚度、无量纲高度和翅片开角位置等参数对蓄热性能的影响,结果表明翅片数目是影响蓄热效率的主要因素。发现在工况满足以下四个条件之一时,相变材料石蜡熔化所需时间最短,即翅片开角θ=60°、翅片厚度δ=1mm、无量纲高度ε=0.903或者翅片开角位置s=6.67mm。(3)通过研究其它因素对蓄热效率的影响,发现适当提高载热体的入口流速和温度也可以缩短相变材料的熔化时间,当载热体温度为90℃,入口流速为0.8m/s时效果最优。 |
| 语种 | 中文 |
| 页码 | 69 |
| URL标识 | 查看原文 |
| 内容类型 | 学位论文 |
| 源URL | [http://ir.lut.edu.cn/handle/2XXMBERH/95307]  |
| 专题 | 兰州理工大学 |
| 作者单位 | 兰州理工大学 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 卢寒冰. 基于相变型双开角纵向翅片管蓄/放热过程模拟与优化[D]. 2019. |
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