太阳能热发电系统中高温相变蓄热器畜热性能研究

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1、：相備弓：ＴＫ１２４觀公开ｕＤｃ：ｎ学校代码：纖扮—，§■＾味姑／ｆ異、聲ＨＥＢＥＩＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹＯＦＳＣＩＥＮＣＥＡＮＤＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ硕±学位论文太阳能热发电系统中局温相变畜热器蓄热性能研究论文作者：孙坤坤＾＾崔海亭教授苗心造＾副指导教师：申请学位类别：工学硕壬学科、领域：化工过程机械所在单位？：机械王程学院答辩日期：２０１５年６月＇？＇－■．ｒ．＂．．．河北科技大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研巧工作

2、所取得的成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均己在文中明确方。式标明除文中己经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体己经发表或撰写过的作品或成果。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。、学位论文作者签名：方巧哨？指导教师签名：ｊ＊ｖＷ－年月曰年＾月曰ｉ／７河北科技大学学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部ｎ或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权河北科技大学可将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索。，可采用影印、缩印或扫描等复

3、制手段保存和汇编本学位论文，□保密。，在年解密后适用本授权书＿＿本学位论文属于保密。＂＂（请在上方框内打Ｖ）学位论文作者签名：指导教师签名－年月曰＾月曰年切５＞１／７ClassifiedIndex：TK124SecrecyRate：PublicizedUDC：621UniversityCode：10082HebeiUniversityofScienceandTechnologyDissertationfortheMasterDegreeResearchonEnergyStoragePerformanceofHighTemperaturePhaseChangeHe

4、atStorageUnitforSolarThermalPowerSystemCandidate:SunKunkunSupervisor:Prof.CuiHaitingAssociateSupervisor:AcademicDegreeAppliedfor:MasterofEngineeringSpecialty:ChemicalProcessEquipmentEmployer:CollegeofMechanicalEngineeringDateofOralExamination:Jun,2015摘要摘要随着经济社会的不断发展，能源的供需问题已逐渐成为全世界共同关注的问题。太阳能作为一种可

5、再生的清洁能源，以其存在的广泛性和储量的巨大性而越来越受到社会的重视。但是太阳能也存在着不连续及能源密度低等缺陷，从而制约了太阳能的利用。因此，需要设计高效可靠的蓄热装置，以提高太阳能的能源利用率。本文研究的主要内容是为太阳能热发电系统设计更高效、更合理的高温蓄热系统。蓄热技术由于可以有效地削弱能量供需之间存在的时间、强度及地点上的差异性，从而在太阳能利用方面起着至关重要的作用。其中相变蓄热技术以蓄热密度大、相变过程温度稳定、过程易控制等优点应用最为广泛。因此，本文设计了一种采用相变蓄热技术并应用于太阳能热发电系统中的高温相变蓄热装置，并利用FLUENT软件对相变蓄热装置的热性能进行了模拟

6、研究。首先，从常见的高温相变材料中进行筛选，选取铝硅合金作为相变材料。然后，利用GAMBIT和FLUENT软件建立了高温相变蓄热器的物理模型和数学模型，并对其进行了数值模拟。充分了解了蓄热过程中PCM温度和液相率随时间的变化情况，得到了蓄热器蓄热性能与传热流体初始条件、蓄热体结构尺寸及PCM物性等的变化关系。并在热空气923K、10m/s的初始条件下，根据蓄热体尺寸和PCM物性参数变化时对蓄热器蓄热性能影响的研究结果，对常规相变蓄热器进行了优化设计并做了数值计算。设计了蓄热体变管径排布式和PCM级联式两种不同类型的高温相变蓄热器，并利用FLUENT软件分别对这两种设计做了模拟。通过对比分析

7、得出，蓄热体变管径排布和PCM级联两种情况均不同程度的减小了蓄热总时间，降低了熔化末期“死区”对蓄热的影响，提高了整体的蓄热性能，具有良好的实际应用性。本文对太阳能热热发电系统中高温相变蓄热器的模拟研究及优化设计，为相变蓄热装置在太阳能热发电系统中的应用以及蓄热装置的进一步优化提供了参考依据。关键词太阳能热发电；相变蓄热器；变管径排布；级联蓄热；数值模拟I河北科技大学硕士学位论文AbstractWiththedevelo