固体相变蓄热材料的蓄热和放热性能研究

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1、重庆大学硕士学位论文固体相变蓄热材料的蓄热和放热性能研究姓名：李曾敏申请学位级别：硕士专业：动力工程指导教师：廖强;朱贻伟2002.11.2重盎查堂堡主兰垡堡苎主壅垫垩摘要储能系统是缓解能量供求双方在时间、强度及地点上不匹配的有效方式，是合理利用能源及减轻环境污染的有效途径，是广义热能系统优化运行的重要手段。综合比较热能储存方式，相变蓄热以其储热密度大、蓄热器结构紧凑、体积小、热效率高、吸放热温度恒定、易与运行系统匹配、易于控制等突出的优点，同趋成为储热系统的首选系统，在许多节能和新能源利用领域具有诱人的应用前景。本文对以石蜡和Ba(O

2、H)2．8H20为相变材料的螺旋盘管和汽．液．固等固液相变蓄热器的放热性能、季戊四醇颗粒填料床的固一固相变蓄热和放热性能进行实验研究，并研究了固．固相变固体颗粒堆积床放热特性的理论计算方法。(1)对石蜡相变螺旋盘管蓄热器的蓄热和放热性能进行了实验研究i研究了石蜡添加铜粉、硅粉和不锈钢丝带对蓄热器蓄热和放热性能的影响。实验结果表明：在蓄热过程中，随着加热时间的增加，蓄热器内的温度分布不均匀性逐渐增大。纯石蜡蓄热器内温度分布不均匀性最为严重。添加铜粉后，温度分布趋于均匀。而添加硅粉后，温度分布更为均匀。不锈钢丝带具有连续结构和形状定形等特点

3、，蓄热器内的温度分布最均匀。在放热时，纯石蜡蓄热器的出口水温下降最快，石蜡添加铜粉的蓄热器次之，石蜡添加硅粉的蓄热器出口温度略高于石蜡添加铜粉的蓄热器，而石蜡加不锈钢丝带的蓄热器出口水温最高。，(2)对采用氢氧化钡(Ba(OH)2·8H20)相变蓄热材料的、利用不锈钢丝带进行换热强化的汽．液．固相变蓄热器进行了实验研究。f实验结果表明：在蓄热过程中封装蓄热板上的温度分布均较均匀；当封装蓄热校内蓄热材料相变时，蓄热板表面的温度随时间变化很小；而在开始相变前和完全相变后，蓄热板表面的温度随时间变化很大。同石蜡相变螺旋盘管蓄热器相比较，氢氧化

4、钡(Ba(OH)2．8H20)汽一液．固相变维持较高水温的时间最长，单位体积蓄热量最大，放热强度最高，蓄热和放热性能最优良一≯．(3)对季戊四醇的固体颗粒堆积床相变蓄热和放热特性进行了实验研究。实验结果表明：在开始加热时，空气进口段堆积床的温度上升比较快，随着蓄热的进行，温度升高减慢；当季戊四醇的温度基本达到相变温度，温度分布比较均匀，出口温度也基本保持不变。当开始放热时，堆积床进口处蓄热材料的温度下降梯度较大，后段温度下降很缓慢。随着时间的增加，蓄热床内各点的温度均下降，并出现中段温度高，两侧温度低的现象。蓄热材料将蓄热量全部放完需要

5、4小时。在实验中观察到明显的升华现象，实验完成后，部分蓄热材料已经损失。j“(4)对固一固相变材料颗粒堆积床蓄热器的放热特性进行了理论分析，建立了重庆大学硕士学位论文中文摘要相应的简化模型，并提出了理论计算公式和计算方法。f计算结果表明：在放热过程中，进口冷空气被加热；随着时间的增加出13空气温度逐渐降低，相变界面向颗粒中心移动：在同一时刻，颗粒直径为6mm时的空气出口温度低于颗粒直径为5蚴时的空气出口温度。、一．‘／，关键词：相变蓄热器，温度分布，蓄热稿放热一一‘一—一～夕一一II重庆大学硕十学位论文英文摘要ABSTRACTTherm

6、alstoragesystemisaneffcientwaytosolvethematchingproblemintimeandstrengthbetweenenergysupplyandconsumptionandtoreducetheenvironmentalpollution．Thephase—changethermalstoragehaslargerheatstoreddensityandhigherthermalefficiency．Itismorecompactandeasytobecontrolledandmatchwit

7、hprocesssystem踮comparedwiththeotherthermalstoredways．ThephaSe—changethermalstoragegraduallybecomesapreferredheatstoredtechniqueandhaSawidelyappliedprospect．Inthisthesis，theexperimentalinvestigationswereconductedontheheatstoredandrejectedperformanceintheWaXthermalstoragew

8、ithcoilpipe，theGALISOLBa(OH)2·8H20thermalstorage，andthepackingbedofPentaerythritolparticles．Theheat-rej