中常温相变蓄热的理论与实验研究

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1、摘要自上个世纪70年代能源危机以来，相变贮能的理论与应用研究在世界发达国家迅速崛起并得到不断发展，其研究和应用涉及材料科学、太阳能、工程热物理、空调和采暖及工业废热利用等领域。我国相变贮能的理论和应用研究与西方发达国家相比还相当薄弱。已经出台的旨在利用“削峰填谷”缓解电网负荷峰谷差过大的峰谷电价分时计价制已使相变贮能成为研究和应用热点。本文在已有理论和实践的基础上，从以下几个方面作了较为深入的研究。全文共分为五个部分，硬脂酸相变过程中热性能的测试与分析、相变蓄热式电暖器的设计与模拟是本文的重点。首先主要说明了课

2、题研究的背景和意义、介绍了贮能技术的概念与分类，国内外相变蓄热研究的进展与状况；其次对第二类边界条件下环形区域内硬脂酸融化问题进行了实验研究。测定了不同热流密度下径向温度分布曲线及固液相变界面随时间移动曲线，分析了加热棒加热功率对融化速率的影响。通过比较加入肋片前后的融化时间、界面移动速度，分析了肋片对于融化过程的强化作用。然后是硬脂酸凝固问题的实验研究，分析了换热流体进口温度、换热流体Re数大小对凝固过程的影响，绘制了凝固过程中热流密度变化曲线，比较了螺旋肋肋宽对强化传热效果的影响。最后从相：莲材料的选取到电

3、暖器蓄热与传热的设计计算、电暖器自控电路的设计，以及电暖器的最终装配，都做了比较详尽的叙述。建立了电暖器流动与传热的简单数学模型，对电暖器工作过程进行了模拟，并与电暖器的实测结果进行了比较。关键词：相变蓄热相变材料圆液界面硬脂酸ABSTRACTSinceenergycrisisoccurredin1970’s，latentheatthe咖alenergystorage(LHTES)hasgairledmoreattentionthanbefbreduetoitsbeingthekeyeleme】1￡toacco

4、mplishene曙yrecoveryandutilizationofsolarene唱y，industrialwasteheata11dofrpeakelectric咄(：omparedwithdevelopedcoumries，inthisarea，China8tiUhasalongwaytogo．Inordertoshmthepeal(heatinga11dcoolingloadstoo辱peakhours，ChjnesegoVemmenthascarriedout也e“peakando昏peakpric

5、e”policyandresearchdboutLHTESisgmduallybecominganewfocusagain．Basedontheexistingtheoreticalandexperimentalstudy，thefollowingaspectsafcinVest培atedinmisthesis．11leemphasesinthispaperarethemeasurementandanalysisofthennalcharac：teristicsofstearicacidasphasechang

6、ematerialaJldthedesignandsimulationoftkLa把ntHeatThe衄a1StorageRadiatoLAtfirstt11ebackgroulldandsignmcanceoftheworkaremainlyintroduced，asweUaSmeconceptandtypeofthermalstorage．Thenthethe肌alperformanceoftheunitismeasuredandheattr觚sfercharacteristicsofmeningproce

7、ssofstearicacidisstudiedunderdi岱jrentheatnuxconditionstodeteHninetheinnuenceofheatnuxonthememn碡process．Anewflnisdesigneda11dfixedtomeelectricalrodtoenhancethethernlalresponseofs把aricacidandtheinfIuencesof也efinsizeandDitchonmeenhaIlcementarestudiedatldanalyze

8、d．Thefollowingistlleexperimentalinvestigationsonsolidificationprocessofstearicacid．TheinnuenceswhichmeinlettemDeratureandReyn()ldsnumbcrofthecooIingw砷巴rhaveon山esolidmc砒ionprocess盯epresellted．Fig