低品位热能远距离输送及高效多蒸发器cpl热管的研究

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1、上海交通大学博士后学位论文低品位热能远距离输送及高效多蒸发器CPL热管的研究姓名：张华申请学位级别：博士后专业：核科学与技术指导教师：巨永林；王德忠201107上海交通大学博士后研究工作报告摘要低品位热能的远距离输送是上世纪末引起许多发达国家关注的新课题。低品味热能分布广泛并且获取方便，尤其对于发电厂和工矿企，大量的余热由于输送的问题都未得到利用。因此低品味热能的远距离输送对节能减排有着重要的现实意义，已成为提高能源利用率的新突破口。尽管已经有不少方法被提了出来，但是目前还没有克服有效地利用远距离低品位热能的难题。这些方法包括可逆化学反应、蓄热材料、氢吸附合金、气一固吸附和气一液

2、吸收等。其中气一液吸收是近年提出来的新思路，与之相关的研究报道还较少。在前人研究的基础上，本文对氨水吸收技术应用于低品位热能的远距离输送进行深入的研究，主要内容包括：(1)针对城市采暖系统的现状，在单级氨水吸收循环的基础上，提出了可提升用户端输出能量品味的新型氨水吸收制热和制冷循环。该循环综合了两级循环、双效循环以及第二类热泵的优点，能够实现在用户端自备第二热源从而在冬季提高用户端输出温度、而在夏季则可降低用户端的输出温度的目的，且不增加输送负担。(2)对该新型氨水吸收制热和制冷循环分别进行了热力学分析。给出了新型氨水循环在不同工况下的PTX图，对影响该循环的性能的各个影响因素进

3、行了具体分析，并分析了该循环的性能，给出了该循环系统的输出温度范围。目前，随着航天工业的发展，随着深空探测的进一步深入，航天器的内部结构日益复杂、可用空间很小，航天器内部器件的热功率不断增大、有效载荷大量增加，如何提高热控系统的传热性能，使其满足航天器的散热需要，是航天器热控系统面临的难题。因此对于深空探测航天器而言，热控系统的重量、高效、小型化以及自主调控能力(适应未知温度、重力场和其他因素变化的能力)是航天器传统热控技术的突破口。随着航天技术的发展，为了使毛细力驱动两相流体回路的技术更好的满足应用要求，提出了多蒸发器／冷凝器环路的概念；同时为了增强热管的传热能力，使用功能性流

4、体替代纯液体作为热管工质。本研究得到国家自然科学基金和上海市科委的资助，针对强化热管的传热性能将开展理论和实验研究。目前，在前人研究的基础上，本文设计并研制了以纳米流体为工质的高效多蒸发器多冷凝器CPL热管系统。并将对高效多蒸发器多冷凝器CPL热管的启动特性、失效后重启动特性、传热特性、热分享性能、温控特性以及热管的长期运行稳定性进行研究，从而为航天器热控技术的发展提供技术支持。上海交通大学博士后研究工作报告关键词：热能远距离输送氨水吸收余热利用多蒸发器CPL纳米流体AbstractTransportationoflow-gradethermalenergyoverlongdis

5、tanceisanewlydevelopedresearchsubjectsincetheendoflastcentury．Andthelow-gradethermalenergyiswidelydistributedandcallbeeasilyacquired．Whilealotsofwasteheatfromthepowerstationsandindustrialprocessesisstillkeptunusedduetotherelativelylowthermalgradeandlongdistancetotheusersites．Sotheutilizationo

6、fthewasteheatandithasbeenconsideredasapossibledirectiontoimprovetheenergyutilizationefficiency．Severalmethodshavebeendevelopedbutnoneofthemiscompetitentforovercomingthelong—distanceproblemtoutilizethelow．gradethermalenergywhichlocatesfaraway．Thesemethodsincludereversiblechemicalreactions，heat

7、storagematerials，hydrogenabsorbingalloys，solid—gasadsorptionandliquid—gasabsorption,etc，inwhichliquid—gasabsorptionisanovelwaywhichhasbeenintroducedinrecentyears．Theresearchingworkonithasbeenrarelyreported．Inthisstudy，thetransportationoflow-g