相变蓄热装置强化换热技术研究进展

相变蓄热具有蓄热密度高、蓄放热过程温度稳定和蓄热装置体积小等特点,具有较大的应用前景,但由于相变材料导热系数较小,严重影响了蓄热装置的蓄放热速率。因此,为提高蓄热装置的蓄放热性能,研究人员对此做了大量研究。该文对目前主要的蓄热方式和相变材料的特点进行了介绍,同时对相变蓄热强化换热技术的研究进行了深入的总结与分析,提出了目前相变蓄热装置存在的问题,并对未来研究方向提出建议。     

太阳能热发电用高温相变蓄热器的数值模拟

对采用单级相变材料(PCM)蓄热的太阳能热发电用高温相变蓄热器的蓄热过程进行了数值模拟。得到了采用单级蓄热时熔化过程中PCM温度和液相率随时间的变化曲线及不同时刻液相率的分布云图。通过对曲线和云图的分析,在保证蓄热量的前提下,提出了采用3种PCM级联蓄热的高温相变蓄热器的设计方案,并对其蓄热性能进行了模拟。结果表明,采用级联蓄热的方案减小了蓄热的总时间,且有效地降低了单级蓄热末期"死区"对蓄热性能的影响,使PCM的液相率分布更加均匀,为太阳能热发电用高温相变蓄热器的优化设计提供了理论依据。     

加热炉蓄热系统的损坏原因及改进措施

针对蓄热式加热炉的蓄热室在使用过程中常出现堵塞、烧损及蜂窝体破碎等现象;通过对加热炉蜂窝体的尺寸进行改进,改善了加热炉蓄热系统的蓄热性能,满足了加热炉的使用要求。     

混凝土蓄热装置传热研究

蓄热装置是太阳能热发电系统中的关键部件之一。对混凝土蓄热装置的传热过程进行了模拟研究,得到了混凝土蓄热器内部的温度等特征参数,并对影响因素进行了分析,结果表明混凝土较大的导热系数有利于提高蓄热温度,导热油进口温度和速度较大的时候,明显提高了换热效果,增加了蓄热装置的蓄热量。     

蓄热烧嘴内气体流动速度偏心数值研究

针对加热炉采用的蜂窝蓄热体出现的破损问题,利用数值模拟技术,对蓄热烧嘴内部气体流动状况进行了冷态数值模拟实验研究。研究结果表明,在蓄热和放热过程中烧嘴内部存在明显的速度偏心现象,该问题是导致蓄热效率下降和蓄热体损坏的主要原因。     

蓄热烧嘴内气体流动速度偏心数值研究

针对加热炉采用的蜂窝蓄热体出现的破损问题,利用数值模拟技术,对蓄热烧嘴内部气体流动状况进行了冷态数值模拟实验研究。研究结果表明,在蓄热和放热过程中烧嘴内部存在明显的速度偏心现象,该问题是导致蓄热效率下降和蓄热体损坏的主要原因。     

多功能热泵空调器中蓄热装置的蓄能特性研究

蓄热装置是多功能热泵空调器的关键设备,其运用是否合理直接关系到这种节能空调器运行的成败.通过对蓄热机理分析,建立了蓄热装置的蓄热水箱和螺旋换热盘管数学模型,经实验验证了所建模型的准确性.同时,对蓄热装置在蓄热和用水工况下的动态特性进行了数值模拟,研究了系统在蓄热和用水时,水箱内水温的分布以及螺旋盘管内制冷剂的温度和干度变化情况,为这种蓄热装置在多功能热泵空调器中成功运用奠定了基础.     

螺旋管式相变蓄热过程的数值模拟与系统优化

对地源热泵供热系统中,利用低谷电蓄能的相变蓄能装置进行研究,以提高供热系统的经济性．在研究中对相变材料蓄热装置结构进行改进,提高了相变材料蓄热能效．利用相变材料能量守恒原理,确定合理的边界条件,对蓄热工况的传热过程进行了三维数值模拟优化．模拟结果显示,当蓄热初始条件相同时,不同装置结构中相变材料发生相变的程度会不同,出现死区的面积也不同;结合相变材料传热特性和过程,通过改进装置结构,采用螺旋管中间连通直管段的圆柱体蓄热装置,改善了蓄热效果,解决了相变材料熔化过程存在死区的问题,相变材料熔化率由原来的72％提高到93％,蓄热总量有了明显提高．同时还对采用低谷电蓄热、高峰用能放热的经济性进行了分析．结果表明采用相变材料蓄热可充分利用谷电,节约运行成本,具有良好的经济性．     

变压燃煤蓄热锅炉应用技术研究

对蓄热锅炉（ＴＳＢ,Ｔｈｅｒｍａｌ Ｓｔｏｒａｇｅ Ｂｏｉｌｅｒ）的内部过程作了研究,提出变压蓄热计算公式;就蓄热锅炉运行效率的确定和尾部受热面的布置提出方案;结合实际对变压蓄热锅炉动态特性进行了分析与计算。     

球体蓄热体的热饱和时间

以加热炉中烟气出口处蓄热体为研究对象,建立了一维非稳态导热过程的数学模型,采用有限差分法进行模型的离散化.使用C 语言开发了计算球体蓄热体热饱和时间的程序,确定了蓄热体热饱和时间与各种影响因素之间的关系.结果表明,对流换热系数的增加会缩短蓄热体的热饱和时间,而蓄热体热容、密度及其半径的增加均使得蓄热体的热饱和时间线性增加.     

煤气玻璃窑蓄热室的优化设计计算方法

以煤气、空气蓄热室排出的废气混合时均温度为目标函数,采用优化方法确定最佳的煤气,空气蓄热室传热面积比及废气分配比,并举例计算,得出与以往设计方法不同的结果。     

燃煤气玻璃窑炉蓄热室的优化设计

应用最优化原理及计算机技术提出了文题数学模型。解决了玻璃熔窑的空气、煤气两蓄热室烟气流量和换热面积最佳分配问题，给出了空气、煤气蓄热室结构参数等条件，为实现蓄热室优化设计打下了基础。     

用计算机确定双通道蓄热室的设计参数

基于Ｈａｕｓｅｎ和Ｒｕｍｍｅｌ的换热器理论，采用试差的方法，以每一层格子砖高度作为计算步长，并考虑多种因素的影响，建立了双通道蓄热室的设计计算模型，根据计算实例，提出了取得良好传热效果时格孔内的烟气流速与两通道换热面积之比。     

冬季工况下入口参数对再生器性能的影响

由于缺少再生器在冬季工况下的性能数据,再生器的设计、运行等都无法根据冬季工况进行.为此,文中搭建了冬季工况下再生器入口空气和溶液参数对再生器性能影响的实验台,得出再生溶液为LiCl溶液时入口空气和溶液参数对再生器出口空气及溶液参数的影响规律如下:出口空气温度、出口溶液温度及出口空气含湿量随入口溶液温度和入口空气温度的升高、入口溶液质量流量以及入口空气含湿量的增大而提高,随入口空气质量流量的增大而降低;增大入口溶液中LiCl的质量分数会使出口空气温度和出口溶液温度升高,而使出口空气含湿量减少.文中还建立了再生量和再生效率的关联式,该关联式可用于冬季工况下再生器的设计、运行及性能研究.     

快速床空隙率分布模型在高效再生器烧焦罐中的应用

通过实际工业数据验证,快速床空隙率轴向分布四参数模型可以用于模拟高效再生器烧焦罐压力分布和密度分布.对模型参数进行了重新估计,并与实际生产操作条件及气固物性做了关联.将空隙率分布模型转化为实用的压力分布模型后,模型中含有一个压力参数.采取5个参数同时估计的方法,解决了实测压力参数存在误差的问题.     

盐酸和硫酸再生D113树脂的技术指标分析

研究以周期制水量、工作交换容量和酸耗作为衡量指标时,分别用盐酸和硫酸再生D113树脂的最佳工艺条件和2种酸再生效果的比较,结果表明,用硫酸再生D113弱酸树脂比HCl再生有更好技术经济指标。     

玻璃窑炉蓄热室内温度场的数学模型

通过对玻璃窑炉蓄热室内传热和气体流动过程的分析,以热量平衡原理为基础,建立了温度场的数学模型。在该模型中,物性参数与换热系数均取作温度的函数。在单元节点上把格子砖的局部平均温度转化为局部表面温度,以计算换热系数,并应用集总换热系数来引入格子砖内部热传导的影响。文中给出了主导这一数学模型的基本方程,并用有限差分方法进行了数值计算。在马蹄焰玻璃窑炉蓄热室的操作条件下,实测结果与计算机数值结果有较好的一致性。运用数学模型的计算结果,能为蓄热室的实际设计和操作提供依据。     

关键部件对自由活塞斯特林制冷机制冷性能的影响

实验测试了两种不同丝网蓄冷器的流阻特性及其对整机制冷性能的影响,表明在低温下需要设计小空隙率,而在高温区需要设计大空隙率．通过改变冷头材料,实验测试了冷头表面温度的变化情况．比较了不同制冷量下两种冷头的表面温差,表明制冷量越大,冷头材料导热系数对两者表面温差的影响越大．通过粘贴排出器垫块,改变冷端死容积．分析了死容积对整机性能的影响,在200K温度以下,死容积越小,制冷性能越好,但在240K以上的高温区,制冷性能受死容积的影响较小．     

一种FCC催化剂水热稳定性的研究

通过对一种ＦＣＣ催化剂水热稳定性的实验研究，揭示了催化剂酸性，分子筛破坏程度，晶胞常数和硅铝原子比等参数受水热处理条件影响的一些规律。一同温度在７５０－８００℃之间时催化剂的总酸量降低很快，而强酸与 到之比随分子筛脱铝量的增多而增大，在８５０℃，样品处理时间大于４ｈ时，晶胞常数降到２．４２７ｎｍ，硅铝原子比增大到２０．１，剩下的酸基本上是强酸，而且分子筛的相对破坏程度达到６０％。     

异型回热器热声热机结构动力学分析

利用商业软件ANSYS从结构动力学角度模拟分析了回热器结构的改变对热声热机的影响.在之前研究的基础上,改造了普通板叠回热器的结构,建立针束、肋片板、微坑板异形回热器模型,对包含各回热器的热声整机模型进行了结构动力学分析.分析得出,普通板叠回热器热声热机在150Hz附近谐振,而异型板叠回热器热机由于结构的改变,共振频率发生变化,在高阶模态应变到达峰值,说明了回热器的结构优化是提高热声热机性能的有效手段.