基于Fluent的板管型蒸发式冷凝器的流动与换热研究

为了研究板管型蒸发式冷凝器的流动和传热特性,并优化其板片凹陷孔的结构,本研究采用商用软件Fluent对气液流动模型进行数值模拟。通过控制变量、逐层优化的方法,研究了各雷诺数(Re)下板片凹陷孔的不同深度(H)和小直径(D_(1))对板片流动与换热效率的影响。研究发现,在所有Re的条件下,努塞尔数(Nu)随着H的增大而增大,且存在一个最佳值——H=3 mm,当H继续增加时,Nu反而开始下降。在确定H的最佳值后,发现在所有Re的条件下,不同D_(1)对Nu的变化影响也存在一个最佳值D_(1)=6 mm,使得换热效果最好。通过实验验证,最佳尺寸下的数值模拟结果与实验结果吻合较好。虽然Re越大,换热效果越好,但也带来了更高的能耗,因此在最佳结构下需要在能耗和效率之间做出取舍。

板管型降膜式蒸发器换热特性数值模拟

降膜式蒸发器兼有满液式蒸发器换热效果好及干式蒸发器制冷剂充灌量小的特点。对板管型降膜式蒸发器进行了数值模拟,得出了其在使用R410A为制冷工质时,条缝宽度、喷淋密度及板面温度对蒸发器换热性能的影响。结果表明,当工质入口条缝宽度为1.5mm时,板面的液膜覆盖率及换热系数最大,条缝宽度小于或大于1.5mm时,板面的液膜覆盖率及换热系数均有所降低;板面的液膜覆盖率及其换热系数随着液膜雷诺数的增加而增加,但当液膜雷诺数达到10000以上时,增加幅度明显减小并趋于零;板片温度升高可以增强蒸发器的换热性能,但雷诺数较小时的影响很小,只有雷诺数足够大时板片温度的影响才得到明显的体现。

混合超级电容器应用于光伏储能的研究

光伏发电具有波动性和间歇性的特点,无法直接向负载提供稳定的电能,而混合超级电容器组成的储能系统能提供适中的能量密度和较高的功率密度,且使用寿命长,能更好消纳光伏发电,提高储能效率和电能质量。搭建混合超级电容器(HSC)光伏储能系统和锂离子电池(LIB)光伏储能系统,比较不同天气条件下的电压波动以及电量变化。在晴天条件下,HSC模组的充电电量比LIB模组提高了7.8%,而两模组的电压波动均不大。在多云条件下,HSC模组的充电电量比LIB模组提高了10.4%,且HSC模组的电压波动程度比LIB模组小。在阴天条件下,HSC模组的充电电量比LIB模组提高了15.4%,两模组的电压波动都较小,但LIB的充电电压出现下降趋势。

铜管铝板复合液冷板在LiFePO_(4)锂离子动力电池模组中的散热特性实验及优化研究

锂离子动力电池液冷热管理系统中,间接液基体系具有更广泛的应用,而其保证温度控制的关键部件是冷却板。本文所设计的铜管/铝板复合液冷板,研究了LiFePO_(4)锂离子动力电池模组液冷热管理系统的冷却效果。电池分别在3 C、4 C倍率下充放电;选取水作为冷却流体,冷却流体的进出口模式分别为二进二出、四进四出、六进六出模式;冷却流体入口流量分别为2 mL/s、4 mL/s、6 mL/s、8 mL/s、10 mL/s。实验结果表明,四进四出模式下、冷却流体流量为6 mL/s时,该液冷系统实现了在上述不同参数组合下的最优性能。该结果为进一步提高电池热管理系统的性能提供了重要的参考价值。

无机盐/陶瓷基超微结构多孔介质熔化过程传热研究

对一种应用于工业炉的蓄热器、太阳能中央接受塔的储能系统微米级颗粒度下含有无机盐的陶瓷多孔材料的熔化加热过程进行理论研究,在研究中考虑陶瓷基体和无机盐热物性、空隙率和融盐汽化率的影响。计算结果表明,较大的陶瓷骨架孔隙率和相变潜热、较小的导热系数造成温度和固液界面位置的变化变慢,但对气相界面的生成和移动影响不大。

相变储热系统在工业加热过程的应用

阐述了相变储能技术在工业加热过程中应用的可行性和节能意义 ,对几种类型的相变储热系统的工作原理及应用进行了描述 ,并对相变储热系统用于锻造加热过程的系统技术性能进行了分析 ,结果表明 ,相变储热系统的节能效果要优于传统的余热回收系统。

热能储存技术及其在建筑供暖的应用

对热能储存技术在建筑采暖中的应用进行讨论,阐述了热能储存技术应用在建筑电采暖中对电网负荷的重要调节作用,分别介绍了显热储能和相变储能两种系统在建筑采暖中应用的特点和形式,探讨了蓄热供暖的运行模式及系统选用和设计的技术和经济原则。

金属材料直接接触加热熔化过程的研究

采用准稳态法对电加热管直接接触加热金属材料的熔化过程进行了研究,获得了金属材料在熔化过程的温度分布、界面移动规律以及电加热管表面温度的变化与表面热负荷的关系,并通过试验验证了电加热管在金属熔化过程中表面温度的变化规律。理论计算结果表明,当电热管加热功率密度较大时,其表面温度和金属材料温度均不会大幅度升高;理论和试验结果的比较表明,电热管表面温度的理论计算结果和试验结果较为一致。

导热硅胶/相变材料在储能电站热管理中的应用

导热硅胶/相变材料在储能电站热管理中有效解决了高温与高倍率下的热失控问题,进一步提高了储能电站的安全性。在50℃高温环境,3C放电倍率下自然对流组最高温度为71.0℃,最大温差为8.1℃;相变材料组的最高温度为48.3℃,最大温差为3.9℃,分别下降了31.97%、51.85%。

圆柱形金属储热体凝固过程的传热研究

研究了圆柱形金属储热体凝固过程的传热。考虑液相区域中自然对流的影响，建立了柱坐标下温度和流动微分方程组，并采用固定界面定界面法求解，得到了凝固过程中液相区域的流函数图线、固液两相温度分布及界面移动规律。着重讨论了液相区域对凝固过程的影响。

管壳式相变储能换热器的优化设计

叙述了利用优化设计理论对管壳式相变储能换热器进行优化设计的方法。以该装置的成本为优化目标 ,储热量、放热时间、传热量、加工和防腐要求作为约束条件 ,得出了最佳的管子半径、厚度及管子根数 。

焓差法在烟气-水直接接触换热填料塔高度计算的应用

阐述了焓差法在烟气 -水直接接触换热填料塔高度计算的应用及方法 ,并在水侧热负荷和入塔烟气比焓不变的条件下 ,对使用拉西环的填料塔高度进行了计算 ,给出塔高度与离塔烟气温度的关系。

Al-Si合金的储热性能

对 Si 含量为10%～13%的 Al-Si 合金进行了加速氧化、热循环和掺 Fe 实验,研究了其在不同热循环条件下的相变储热性能和可靠性．结果表明,在空气中经几百 h 的高温氧化后,氧化率小于0．01%,其影响可以忽略不计．经过0,4,23,60, 100,200,300,400,500,600,700次熔化-凝固循环后,相变温度的变化为3．8～11．8℃,相变潜热从484．86 kJ/kg下降到432．62 kJ/kg．当 Al-Si 合金的掺铁量为0．5%时,相变潜热下降6．5%；对于缓冷的储能过程,偏析较小并在循环多次后趋于缓和和稳定．Al-Si 合金成份和结构的变化对材料的储热性能影响较小,在长期的热循环过程中有良好和稳定的储热性能．

纳米流体太阳集热器的光热性能研究

采用直流碳弧法制备了平均粒径为25nm的碳包铜纳米颗粒,包覆的碳层有效避免了周围环境对铜纳米粒子的影响。采用超声波振荡和添加分散剂的方法,将碳包铜纳米颗粒均匀稳定的分散在体积比为1:1的乙二醇水溶液中,获得了用于直接吸收式太阳集热器的循环工质—碳包铜纳米流体。通过闷晒实验,研究了碳包铜纳米流体的光热转换性能;通过对集热器热效率的测试,研究了碳包铜纳米流体太阳集热器的热性能,结果表明:添加纳米颗粒后,碳包铜纳米流体的光热转换性能明显优于基液和涂有黑漆的铜管表面。直接吸收式的碳包铜纳米流体太阳集热器显著提高了集热器的集热效率,实验中的最高集热效率可达74.688%,比传统平板型集热器的集热效率提高了近10%。

无机盐/陶瓷基复合储能材料的制备和性能

研究了Ｎａ２ＣＯ３－ＢａＣＯ３／ＭｇＯ和Ｎａ２ＳＯ４／ＳｉＯ２两种显热／潜热复合储能材料的性能、 稳定性及无机盐在多孔陶瓷体微结构内的容积份额与成型压力、烧结温度、升温速度、保温时间以及添加 剂的性质等因素的关系，得到了材料的最佳配方和制备工艺．

直接吸收式太阳能集热系统研究综述

对直接吸收式太阳能集热系统及其所用集热介质的研究现状进行了综述。用于直接吸收式太阳能集热系统的集热介质主要有黑色液体、气-固或液-固悬浮体系、熔盐及其三者的相互混合物。在直接吸收式太阳能集热系统中,由于集热介质既是吸热材料也是传热材料,因此,要求集热介质应具有吸收率高、稳定性好、热导率高、与容器相容性好等性能,但是目前传统的集热介质都存在较多的不足,难以推广应用。提出了使用纳米流体作为新一代直接吸收式太阳能集热介质,并对其进行了初步实验,得到了较好的效果。

相变储能技术在电力调峰中的工程应用

介绍几种相变储能技术在电力调峰中的应用,进行相变蓄能电采暖装置应用的技术经济分析。认为电热相变蓄热装置体积小,寿命周期成本低,投资回收年限短,应为蓄热式电采暖的首选形式。实行谷期电价是峰期电价的1/4,对电力供求方都是有利的。

工业炉用Na_2SO_4/SiO_2复合蓄热材料的研究

为改善工业炉高温烟气佘热回收设备中蓄热材料的性能,本研究成功地研制了Na_2SO_4/SiO_2显热/潜热复合蓄热材料,并讨论了烧结温度和时间、成形压力、添加剂等因素对复合蓄热材料热物性、致密度和抗压强度的影响。这种复合蓄热材料继承了传统蓄热材料的优点,同时又结合了相变材料的长处,克服了二者的不足,从而具有稳定性好、蓄放热快和蓄热密度高的性能。

无机水合盐相变材料Na_2SO_4·10H_2O的研究进展

介绍了Na2SO4·10H2O用作相变材料的储能特性,综述了针对Na2SO4·10H2O过冷和相分离现象的解决方法以及Na2SO4·10H2O某些共晶盐的研究,同时简要概括了各因素对Na2SO4·10H2O结晶速度的影响,展望了Na2SO4·10H2O未来的发展方向。Na2SO4·10H2O作为相变材料的研究主要集中在成核剂和增稠剂的选择,Na2SO4·10H2O的无机共晶盐表现出较好的储热性能,可以尝试研究在微、纳米级多孔限域作用下的无机水合盐及其共晶盐的储热性能。