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球形高温定形复合相变材料填充床蓄热器蓄热性能的实验分析

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可再生能源 2021年第12期39卷 1602-1609页

作者：马承渝吕硕朱桂花张盼北方民族大学化学与化学工程学院宁夏银川750021 北方民族大学机电工程学院宁夏银川750021 国家民委化工技术基础重点实验室宁夏银川750021

文章以球形硅铝合金/粉煤灰基高温定形复合相变材料为蓄热单元,设计制作了填充床式高温(600~800℃)蓄热器,并通过高温空气流动实验台对该蓄热器的蓄热性能进行实验分析。实验结果表明:受蓄热器热损失的影响,在蓄热过程中,空气和蓄热球... 详细信息

文章以球形硅铝合金/粉煤灰基高温定形复合相变材料为蓄热单元,设计制作了填充床式高温(600~800℃)蓄热器,并通过高温空气流动实验台对该蓄热器的蓄热性能进行实验分析。实验结果表明:受蓄热器热损失的影响,在蓄热过程中,空气和蓄热球始终存在温差;蓄热器空气进口处温度从610℃提高至650℃时,其蓄热速率提高了335.1%,蓄热效率增加了21.3%;空气的质量流量从140 kg/h增加至260 kg/h时,蓄热器的蓄热速率增加了84.5%,蓄热效率降低了4.9%,因此,研究该类蓄热器时,空气质量流量的选择应综合考虑蓄热器的蓄热速率和蓄热效率;蓄热器空气进口处温度是影响其蓄热性能的主要因素,提高蓄热器空气进口处温度可同时提升蓄热器的蓄热速率和蓄热效率。根据本实验结果可为更好优化填充床式高温蓄热器提供参考。

关键词：高温定形复合相变材料高温蓄热器蓄热效率蓄热速率实验分析

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蓄热式电锅炉效能测试方法

电测与仪表 2018年第15期55卷 144-146页

作者：魏剑啸徐亮陈晨许继集团有限公司河南许昌461000

针对蓄热式电锅炉能效无法有效评测的问题,提供了一种综合能效测试方法,适用于100 k W以下电阻直热式锅炉、电极式锅炉、电磁式热水锅炉、3立方米以下相变蓄热单元等电加热锅炉系统,通过对蓄热式电锅炉蓄热单元蓄热时间、释热时间、蓄... 详细信息

针对蓄热式电锅炉能效无法有效评测的问题,提供了一种综合能效测试方法,适用于100 k W以下电阻直热式锅炉、电极式锅炉、电磁式热水锅炉、3立方米以下相变蓄热单元等电加热锅炉系统,通过对蓄热式电锅炉蓄热单元蓄热时间、释热时间、蓄热量、释热量、释蓄热量比、蓄热速率、释热速率等指标进行测量计算,解决实际应用过程中电蓄热锅炉系统能效对比评价的问题,可以对蓄热式锅炉产品的设计和优化提供参考。

关键词：电锅炉效率锅炉能效测评蓄热量释热量蓄热密度蓄热速率释热速率

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多孔介质蓄热系统动态蓄热特性研究

多孔介质蓄热系统动态蓄热特性研究

作者：闫珂浙江大学

学位级别：硕士

多孔介质蓄热体是高温空气发生系统等烟气余热回收技术中的核心部件,温差气流流经其的传热和流动特性影响着系统的换热和蓄热性能。本文设计搭建功率范围为54-120kW的大型多孔介质动态蓄热试验台,通过试验和理论模拟方法对蓄热体的动态... 详细信息

多孔介质蓄热体是高温空气发生系统等烟气余热回收技术中的核心部件,温差气流流经其的传热和流动特性影响着系统的换热和蓄热性能。本文设计搭建功率范围为54-120kW的大型多孔介质动态蓄热试验台,通过试验和理论模拟方法对蓄热体的动态蓄热特性进行研究,提出将蓄热容量、蓄热速率、单位蓄热阻损和蓄热效率作为衡量蓄热体动态蓄热特性的参数,并研究多孔介质结构和高温烟气热流量对特性参数的影响,为工业级蓄热系统中蓄热体的选型以及蓄热室的操作参数选择提供指导和参考。主要研究内容和结果如下:(1)试验研究蜂窝陶瓷蓄热体的结构(孔径,孔隙率,长度)和高温烟气热流量对其动态蓄热特性的影响。结果表明,蓄热容量随时间的进行逐渐增大而后稳定,蓄热速率与时间的关系呈“抛物线”状,在200s左右出现峰值,单位蓄热阻损随时间的进行先减小而后增大。对不同结构的蜂窝陶瓷,孔径2.9mm,孔隙率0.61的蓄热体在400mm长度下的蓄热容量最大,蓄热速率最快,蓄热效率最高。因此为实现快速蓄热,应采用小孔径和小孔隙率的蓄热体。对孔径和孔隙率变化趋势相反的几种蓄热体,当孔隙率相差不超过5%时,选用小孔径的蓄热体蓄热效果更好。适当加长蓄热体可以对烟气余热利用更充分。(2)试验研究泡沫陶瓷的结构(孔隙率,孔密度,长度)和高温烟气热流量对其动态蓄热特性的影响。结果表明,蓄热容量的变化趋势与蜂窝陶瓷一致,蓄热速率在125s左右出现峰值,10PPI泡沫陶瓷的蓄热容量,蓄热速率和蓄热效率均高于20PPI泡沫陶瓷。相同烟气流量下两种泡沫陶瓷的单位蓄热阻损均高于蜂窝陶瓷。(3)数值模拟蜂窝陶瓷蓄热体的蓄热特性。基于CFD商业软件FLUENT17.0,以本文设计的多孔介质蓄热测试室为原型,建立三维多孔介质蓄热模型,模拟不同蓄热体结构,不同高温烟气热流量下蓄热体的动态蓄热特性。根据得到的蓄热体内气固温度分布和流动阻力计算出蓄热容量,蓄热速率和单位蓄热阻损。结果表明,模型得到的各参数变化趋势与试验一致,能够较好地预测蓄热过程。当烟气入口速度增大或蓄热体孔隙率增大时,蓄热速率出现峰值的时间提前。当烟气入口温度升高时,蓄热容量成比例增大。高温高流速导致单位蓄热阻损增加。

关键词：多孔介质动态蓄热容量蓄热速率单位蓄热阻损蓄热效率

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多孔介质蓄热系统动态蓄热特性试验与表征

能源工程 2020年第1期40卷 45-51页

作者：闫珂程乐鸣张维国施正展邱坤赞浙江大学能源工程学院浙江杭州310027

为了解多孔介质蓄热材料热动态条件下的蓄热特性,得到表征蓄热材料的动态蓄热特性参数,在120 kW多孔介质热动态蓄热系统中,对不同孔径(2.9、4、5.5 mm)、长度(100~400 mm)的蜂窝多孔陶瓷蓄热体在不同热烟气条件下的动态蓄热特性包括蓄... 详细信息

为了解多孔介质蓄热材料热动态条件下的蓄热特性,得到表征蓄热材料的动态蓄热特性参数,在120 kW多孔介质热动态蓄热系统中,对不同孔径(2.9、4、5.5 mm)、长度(100~400 mm)的蜂窝多孔陶瓷蓄热体在不同热烟气条件下的动态蓄热特性包括蓄热速率、蓄热效率、蓄存单位热量所要克服的蓄热阻力进行了试验研究。结果表明:蓄热速率与时间的关系呈"抛物线"状,蓄热效率随蓄热时间的进行逐渐降低。相同时间下蓄热速率及单位蓄热阻损随蓄热体比表面积的增大或孔径的减小而增大,蓄热效率随蓄热体长度的增加而增大。根据试验研究和分析,采用蓄热速率、蓄热效率及单位蓄热阻损可以用来表征多孔蓄热体的动态蓄热特性。

关键词：多孔介质热力学动态蓄热蓄热速率蓄热效率蓄热阻