检索结果-南通市图书馆

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

雪花型翅片提高相变储热单元储/放热性能

储能科学与技术 2022年第2期11卷 521-530页

作者：张永学王梓熙鲁博辉杨胜旗赵泓宇中国石油大学(北京)机械与储运工程学院北京102249 海南医学院国际教育学院海南海口571199 北京市过程流体过滤与分离重点实验室北京102249

相变储热技术能够很好地解决可再生能源在利用过程中的波动性和不稳定问题。然而,现有可供选择的相变材料均存在热导率低这一致命缺陷,导致储/放热速率十分缓慢,严重制约了其实际工业应用。为此,本文基于雪花晶体的分形结构,提出了一种... 详细信息

相变储热技术能够很好地解决可再生能源在利用过程中的波动性和不稳定问题。然而,现有可供选择的相变材料均存在热导率低这一致命缺陷,导致储/放热速率十分缓慢,严重制约了其实际工业应用。为此,本文基于雪花晶体的分形结构,提出了一种新型翅片结构来提高填充了相变材料的潜热储存单元储/放速率。针对该单元储/放热过程进行了全三维多场耦合数值模拟研究,结果表明,在同一换热流体流动条件下,与具有相同体积的纵向翅片相比,雪花型翅片能够显著提高潜热储存单元的传热速率和温度均匀性,完全熔化/凝固时间可分别缩短26.87%和32.01%;尽管储热单元的储/放热速率均得到了大幅度提升,但是液态相变材料最大速度的积分平均值在储热过程中降低了26.83%,而在放热过程中提高了18.00%。

关键词：雪花型翅片潜热储存单元相变材料储/放热性能自然对流

石蜡-硬脂酸/石墨复合相变材料的储热性能研究

维普期刊数据库

同方期刊数据库博看期刊评论

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

功能材料 2019年第4期50卷 4104-4107页

作者：于文艳王慧娟田瑞内蒙古工业大学土木工程学院呼和浩特010051 风能太阳能利用技术省部共建教育部重点实验室呼和浩特010051 内蒙古工业大学能源与动力工程学院呼和浩特010051

由二元相图确定出石蜡-硬脂酸二元低共熔物的质量配比为m(石蜡)∶m(硬脂酸)=17∶8,按上述配比通过熔融共混法制备出石蜡-硬脂酸复合相变材料,将石蜡-硬脂酸复合相变材料与石墨通过熔融共混法制备出石蜡-硬脂酸/石墨复合相变材料,通过储... 详细信息

由二元相图确定出石蜡-硬脂酸二元低共熔物的质量配比为m(石蜡)∶m(硬脂酸)=17∶8,按上述配比通过熔融共混法制备出石蜡-硬脂酸复合相变材料,将石蜡-硬脂酸复合相变材料与石墨通过熔融共混法制备出石蜡-硬脂酸/石墨复合相变材料,通过储/放热实验和差示扫描量热法(DSC)对石蜡-硬脂酸和石蜡-硬脂酸/石墨复合相变材料的热性能进行了测试和表征。结果表明,石蜡-硬脂酸复合相变材料的相变储热性能好;随着石墨含量的增加,石蜡-硬脂酸/石墨复合相变材料的储/放热时间明显缩短,导热性能大幅度提高,但相变潜热逐渐降低,相变温度保持不变。制备的石蜡-硬脂酸/石墨复合相变材料具有合适的相变温度、较高的相变潜热,导热性能优良,可用于低温储能领域。

关键词：石蜡-硬脂酸石蜡-硬脂酸/石墨储/放热性能复合相变材料

维普期刊数据库

同方期刊数据库评论

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

地热供暖水储能装置的模拟与实验研究

地热供暖水储能装置的模拟与实验研究

作者：刘东喜天津大学

学位级别：硕士

在“双碳”背景下,能源替代和转型是我国面临的巨大挑战,地热能供暖技术的迅速推广,为我国实现清洁供暖提供了坚实的能源保障,但随着经济的迅猛发展和用电需求的提高,地热供暖技术与短缺的电力资源的匹配问题亟待解决。而地热供暖储能... 详细信息

在“双碳”背景下,能源替代和转型是我国面临的巨大挑战,地热能供暖技术的迅速推广,为我国实现清洁供暖提供了坚实的能源保障,但随着经济的迅猛发展和用电需求的提高,地热供暖技术与短缺的电力资源的匹配问题亟待解决。而地热供暖储能耦合技术能解决热能供求之间不匹配的矛盾,实现“移峰填谷”,储能装置在此过程中发挥着重要作用。本文针对地热供暖储能耦合系统中的储能装置,提出了一种新型的卧式多槽水储能装置。本文首先研究了水储能装置的温度分层理论和评价方法,总结了现有储热技术的分类、水储能装置温度分层性能的基本原理、影响因素、评价指标并给出了相应的定义式和使用条件;在理论研究的基础上,设计了一个增加均流板的卧式多槽水储能装置并建立了几何模型,利用Fluent软件模拟研究了新型水储能装置在不同储热流量和初始温度的工况下,均匀分流、侧边分流和中部分流三种不同均流板结构的装置出口温度变化情况,结果表明:储热流量越大,出口温度温升时间越早且初始温度对出口温度的变化规律没有影响,储热流量储热流量≥1.2 m/h时,均匀分流结构的均流板可使装置的分层效果最好。参考模拟研究的结果,设计了水储能装置分层特性实验系统并搭建了测试实验台,研究了不同流量下三种不同均流板结构的水储能装置斜温层厚度的变化规律和30℃、35℃及40℃三种初始温度下水储能装置的储/放热性能,结果显示:同一工况下增加均流板的储水槽中斜温层厚度明显低于未增加均流板的储水槽,并且当储热流量储水槽的斜温层厚度最小,仅为18.8 cm;储热流量≥1.2 m3/h时,均匀分流的均流板结构有着最小的斜温层厚度,仅为16.2 cm,温度分层性能最好,这与模拟研究的结果一致。同时可以得到,随着水储能装置内初始温度的增高,装置总的储热量和放热量减少,30℃、35℃和40℃的初始温度所对应的装置的放热/储热比分别为95.11%、93.07%和92.04%。最后为进一步验证新型水储能装置的性能,借助河北献县地热公建供暖系统,对水储能装置的储/放热性能进行了试验,结果得到:耦合水储能装置的供暖系统,在低、中、高三种负荷下的放热/储热比分别为:86.72%、93.18%、91.29%,储能率分别为100%、66.67%、50%,储/放热性能较好。

关键词：地热供暖储能水储能装置温度分层斜温层储/放热性能

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

管壳式相变储热单元强化传热及优化设计研究

管壳式相变储热单元强化传热及优化设计研究

作者：王梓熙中国石油大学(北京)

学位级别：硕士

相变储热技术能够很好地解决可再生能源在利用过程中的波动性和不稳定问题。然而,现有可供选择的相变材料均存在热导率低这一致命缺陷,导致储/放热速率十分缓慢,严重制约了相变储热技术的实际工业应用。为此,本文基于雪花晶体的分形结构... 详细信息

相变储热技术能够很好地解决可再生能源在利用过程中的波动性和不稳定问题。然而,现有可供选择的相变材料均存在热导率低这一致命缺陷,导致储/放热速率十分缓慢,严重制约了相变储热技术的实际工业应用。为此,本文基于雪花晶体的分形结构,提出了一种新型翅片结构来提高填充了相变材料的潜热储存单元储/放热速率。首先,针对该单元储/放热过程进行了全三维多场耦合数值模拟研究。结果表明,雪花型翅片单元与具有相同体积的纵向翅片单元相比,在入口速度为0.01 m/s,储热过程入口温度52℃、放热过程入口温度22℃的工况下,相变材料完全熔化/凝固的时间分别缩短了26.87%和32.01%,平均储/放热速率均得到了大幅度提升,但其提升的机理有所不同,例如表征自然对流换热强度的液态相变材料最大速度的积分平均值在储热过程中反而降低了26.83%,而在放热过程中则提高了18.00%。其次,以储热单元中相变材料完全熔化/凝固总时间最少为目标,利用正交试验设计法对储热单元中的雪花型翅片结构几何参数进行优化。结果表明:试验因素的主次影响顺序分别为雪花型翅片的分支角度、分支长度,分支间距。与最差试验方案相比,最优试验方案中相变材料的完全熔化/凝固时间分别缩短了13.48%和18.18%。在换热性能方面,在储热过程,平均热流密度提高了6.32%,平均努赛尔数提高了29.81%;在放热过程,平均热流密度提高了12.74%,平均努赛尔数提高了40.47%。最后,按照最优设计模型,通过线切割工艺对雪花型翅片进行加工。搭建可视化实验台,分别对无翅片、带传统纵向翅片、带雪花型翅片的单元进行储/放热性能实验研究。结果表明:当储/放热过程的入口水温为80℃/10℃,流量为2 L/min时,带雪花型翅片的单元在储热过程中的平均换热功率相较无翅片单元提高了31.76%,相较带传统纵向翅片的单元提高了9.41%;在放热过程中,平均换热功率相较无翅片单元提高了85.71%,相较带传统纵向翅片的单元提高了61.9%,完全熔化/凝固时间分别缩短了79.58%、35.47%和83.36%、51.81%。本文的研究表明,雪花型翅片能显著提高相变储热单元的储/放热速率和单元内温度的均匀性,研究成果可为储热单元的设计和运行优化提供参考。

关键词：雪花型翅片潜热储存单元相变材料储/放热性能可视化实验

导热增强型定型脂肪酸复合相变材料在蓄热石膏板中的性能研究

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

导热增强型定型脂肪酸复合相变材料在蓄热石膏板中的性能研究

作者：舒钊东华大学

学位级别：硕士

随着社会经济的发展和城镇化进程的推进,建筑能源消耗量不断增加。目前国家加速了对能源结构的调整,其中可再生能源中的以相变蓄能为主的潜热储存在建筑节能领域有了巨大的突破。但相变材料的流动性、热导率低以及如何与建筑墙体结合才... 详细信息

随着社会经济的发展和城镇化进程的推进,建筑能源消耗量不断增加。目前国家加速了对能源结构的调整,其中可再生能源中的以相变蓄能为主的潜热储存在建筑节能领域有了巨大的突破。但相变材料的流动性、热导率低以及如何与建筑墙体结合才可发挥出最大的热储存效果等问题有待进一步分析和探究。基于此,本课题研究了不同热导率增强材料和定型材料添加量对多元脂肪酸相变材料的热物性影响,采用直接混合法和夹层法将其与石膏粉结合制备成相变石膏板并通过系统实验和数值模拟探究了其储/放热性能。通过施罗德公式对多元脂肪酸的理论熔融温度和熔融潜热进行预测,在合适的建筑用相变温度范围内,高潜热值是判断相变材料优劣的关键,因此选择了以相变温度为29.74℃和相变潜热为151.64k J/kg的月桂酸-肉豆蔻酸-硬脂酸(LA-MA-SA)作为相变材料。高热导率的相变材料可以在短时间内快速的满足人体对室内热舒适的要求。因此选择了拥有密集的长导热链和极大的比表面积的膨胀石墨(EG)作为热导率增强材料,在此基础上添加富含多孔结构的硅藻土(DE)来防止相变材料的泄露问题。最后通过直接熔融浸渍法制备了膨胀石墨和硅藻土基三元脂肪酸定型复合相变材料。对复合相变材料进行形貌表征,其中LA-MA-SA/10 wt.%EG/10wt.%DE中的LA-MA-SA基本都被硅藻土和膨胀石墨通过毛细作用吸附到孔隙中,表面更加光滑平坦,泄露测试发现,滤纸表面无泄露痕迹。DSC测试发现,相变材料的相变潜热随着载体材料添加量的增加而逐渐减小。其中添加质量分数各为10%的膨胀石墨和硅藻土的定型复合相变材料的相变潜热值为117.06 k J/kg,相较于纯三元脂肪酸LA-MA-SA减少了22.8%。稳态法热导率实验发现,膨胀石墨有效提高了相变材料的热导率,添加质量分数为1～10%的膨胀石墨后相变材料的热导率增强了29.7～708.2%。LA-MA-SA/10 wt.%EG/10 wt.%DE材料的热导率为4.5072 W/(m·K)。TGA和FTIR分析发现,在建筑使用范围内有着良好的热稳定性和化学稳定性。通过DSC循环稳定性测试发现,在100次循环前后,复合相变材料的相变温度和相变潜热变化均小于1%,表现出良好的循环稳定性。采用直接混合法和夹层法制备了相变石膏板。通过水箱蓄/放热实验发现,不同位置夹层法制备的相变石膏板都要优于直接混合法制备的相变石膏板。针对不同位置的相变板而言,将相变板置于靠近室内侧能发挥出相变材料更大的作用。在不同的加热/冷却工况下,室内侧夹层相变石膏板的平均相对热舒适时长相较于纯石膏板和直接混合相变石膏板提高了495%和189%。通过辐射热响应实验研究发现,同样的,夹层相变石膏板由于相变板在相变点附近熔化吸热,减缓了室内侧的升温速率,温度曲线更加平缓,有着更小的温度波动幅度。在室内侧的夹层相变石膏板受室外温度影响较小同时相变板较长时间处于相变温度范围内,因此有着相对更长的热舒适时长。在37℃、40℃、45℃和50℃的室外侧辐射温度下,室内侧夹层相变石膏板相较于纯石膏板的相对热舒适时长分别提高了61.1%、172.4%、143%和205.4%。最后,对水箱蓄/放热实验进行数值模拟。对比不同加热/冷却工况下的数值模拟和实验结果,温度曲线有着较好的吻合性,在相变温度范围内的曲线拐点和平缓区间也都有着较好的一致性,因此也验证了该模型的准确性。通过分析温度云图分析得到,在蓄/放热过程中,由于水箱中水的密度分层导致上/下部的温度分布不一致从而导了致石膏板的上下温度延迟不同步。当石膏板面积更大时这种现象会更加明显。因此,对于日常的阳光照射,由于存在的一定的照射角度,对于较为炎热的气候区,墙体上部可以添加较多的相变材料来保证室内更长的热舒适性;对于较为严寒的气候区,应当在墙体下部添加相对较多的相变材料。

关键词：三元脂肪酸膨胀石墨硅藻土相变石膏板储/放热性能