相变蓄热水箱蓄热性能数值模拟研究

在封闭静止的蓄热水箱中添加相变材料可以增加水箱热容量、延长水箱升温时间。分别建立了有、无相变单元蓄热水箱的物理模型,利用有限体积分析法对蓄热水箱加热过程进行数值模拟,探讨了封闭水箱加热过程中相变单元的熔化规律和相变单元对水箱温升的影响规律。研究结果表明相对于纯水蓄热水箱,当蓄热水箱中加入占水箱容积9.05%(体积分数)的相变单元、其平均温升29 K时,蓄热水箱的整体热容量提高了25.58%,加热时间延长了1 100 s;蓄热水箱内只在垂直方向上存在热分层,导致含有相变单元的蓄热水箱较高位置处的相变单元先熔化,降低了较高位置处水的温升速率,使得相变蓄热水箱和纯水蓄热水箱的热分层剧烈程度存在差别;以最大温差值作为判断水箱热分层剧烈程度的依据,不同加热功率下相变蓄热水箱的热分层特征变化规律大致相同,但加热功率越大,热分层现象越剧烈。     

太阳能蓄热水箱联合运行模式研究

以乌鲁木齐地区某地板供暖的太阳能热水系统为工程背景,对3个具有不同顶部形状或内置隔板结构的蓄热水箱内流动与传热过程进行了数值分析,并对各水箱的交替运行模式进行了探讨.结果表明:不同时刻采用多水箱交替运行的模式是可行的.根据水箱的热分层评价结果,在该地区典型日中室外气温相对稳定的3个典型时刻(11:30,15:00和18:00),水箱合理的运行模式为:11:30优先运行3#水箱(球形顶部和单圆孔内置隔板结构),其次为2#水箱(锥形顶部和多圆孔内置隔板结构)或1#水箱(锥形顶部和单圆孔内置隔板结构);15:00和18:00优先运行3#水箱,1#和2#水箱互为备用.对于水温要求较高但用水量不大的用户,建议优先运行3#水箱,其次为1#水箱,当用户端回水量较大且用户需要较高温度的热水时优先启用2#水箱.根据当地气象条件适时开启合适的蓄热水箱并合理调节流体参数对于充分利用太阳能资源、提高太阳能供暖系统的可靠性具有重要的工程指导意义.     

自然对流对套管式相变蓄热器蓄热性能的影响

针对蓄热器内相变材料融化、相变区域自然对流换热过程中蓄热效率不确定问题,以套管式相变蓄热器为基本结构,以添加质量分数为10%膨胀石墨的石蜡作为相变蓄热材料,采用数值模拟的方法研究由重力引起的自然对流对相变蓄热器蓄热性能的影响。结果表明,固液相密度差引起的自然对流对相变蓄热过程有明显的促进作用,数值模拟过程中,考虑与不考虑自然对流时,蓄热器的蓄热时间相差近2倍;不同区域相变材料受自然对流的影响不同,在相变材料融化前期,套管上方由于液相自然对流的影响,融化速率更快。根据蓄热器融化速率和融化状态的特点,通过传热过程理论分析,将融化过程进行分段,可以更加深入地了解蓄热器蓄热过程的机理和规律,为优化蓄热器结构提供理论依据。     

相变蓄热水平套管内凝固过程的数值模拟

该文针对相变蓄热水平套管相变过程,考虑相变区内的自然对流效应,利用计算流体力学软件Fluent软件内的凝固/融化模型对套管内十八烷相变材料进行模拟,得到了不同时刻下套管内传热流体与相变材料耦合问题的温度场、流速场的变化规律.结论表明凝固过程开始阶段,对流换热对换热的影响十分强烈,不能忽略不计.研究结果对蓄热套管在工程实际中的应用具有一定的参考价值.     

螺旋管外相变微胶囊悬浮液换热−蓄热特性提升的影响分析

为了探究相变微胶囊悬浮液在蓄热器中瞬态自然对流换热及蓄热特性,建立含垂直螺旋盘管的沉浸式蓄热箱的三维数值模型,并通过均一相模型模拟螺旋管外相变微胶囊悬浮液非稳态蓄热过程的温度场、速度场以及换热系数的变化规律,探究微胶囊颗粒质量分数和螺旋管结构对其换热、蓄热特性的影响.研究结果表明:悬浮液蓄热过程具有较高的自然对流换热系...     

相变材料对家用水箱性能的影响及相变层厚度优化

基于相变蓄热水箱的发展现状,结合家用生活热水系统相关设计规范及标准,对相变水箱的结构进行了设计,并采用有限元软件对相变水箱的性能进行了模拟研究.首先建立了相变水箱的数值计算模型并利用实验数据验证模型的准确性;在此基础上,通过蓄放热阶段水温响应特性、相变材料温度及液相比等参数,对相变水箱的蓄放热特性进行了研究;另外,比较分析了不同相变层厚度参数对相变水箱蓄放热过程的影响,并对相变材料的用量进行了优化.结果表明,对于家用水箱,增设相变材料层可以延长水箱蓄热过程;在水箱放热过程中,放热时间随着相变层厚度的增加呈现先延长后缩短的变化趋势;与其他相变厚度的模拟工况相比,相变层厚度为30 mm时,水箱的释热性能最佳,放热时间较普通水箱增加10％左右,且维持水温处于较高温度的时间有所延长.可见相变材料的蓄放热特性直接影响着家用水箱的性能,寻求相变材料的最优用量可为相变水箱的设计及实际应用提供参考.     

相变蓄热水箱的性能优化模拟分析

采用COMSOL Multiphysics计算流体动力学软件建立相变蓄热水箱的数值模型,通过实验验证数值计算模型的准确性,并对相变蓄热水箱结构进行优化.分析不同环形金属隔板分层数和隔板厚度对相变蓄热水箱蓄放、热过程的影响.结果表明：在相变层内部设置的环形金属隔板可改善相变蓄热水箱的运行特性;蓄热过程中,环形金属隔板分层数和隔板厚度的增加有利于固态相变材料熔化,潜热利用率得到提升;放热过程中,增设环形金属隔板能使相变材料达到更低的固相比;厚度为5 mm的环形金属隔板对促进相变材料液化、维持水温的作用强于厚度为2,10 mm的环形金属隔板.     

大高宽比竖环形封闭空腔内层流自然对流换热的数值研究

对大高宽比坚环形封闭空腔内自然对流换热问题进行了数值研究．考虑竖环形空腔内自然对流是符合Ｂｏｕｓｓｉｎｅｓｑ假定的层流、稳态的二维轴对称流动，在适当Ｒａｖｌｅｉｇｈ数变化范围内，用涡量一流函数方程对该问题进行了数值模拟，得到了２≤Ｋ≤１０和Ａ＝２４的几何参数下竖环形封闭空腔在内管表面为等热流、外壁恒壁温情形的流动模式和换热规律，并讨论了数值计算结果与实验结果之间的一致和差异．     

太阳能相变炕影响因素分析及热工性能模拟

本文设计了一种太阳能热水供热与相变蓄热组合的热炕供热系统,为提高蓄热炕的热响应,配置了高导热复合相变材料,利用数值模拟对炕体单元进行三维非稳态瞬态传热模拟。通过控制变量法,对太阳能相变蓄热炕的相变材料导热系数、相变温度、相变潜热等炕体热工特性影响因素进行模拟分析,得出:相变材料导热系数、供水温度、相变潜热对相变炕的热响应时间影响显著,且相变潜热决定放热时长,相变温度、相变温度范围对相变炕的垫面温度有明显影响。最后,以十二水磷酸氢二钠复合相变材料作为炕体的蓄热材料,对炕体进行蓄放热模拟设计,发现垫面温度昼间可达到17.1 ℃,夜间可达到30.3 ℃,可以很好地满足居民的热舒适要求。     

方腔内竖直板振荡的自然对流换热数值研究

以空调工程热环境控制和冷冻冷藏设备为应用背景,采用非稳态数学模型,通过数值模拟研究了具有对称结构的封闭方腔内竖直板自然对流换热中的非线性现象.数值结果表明:在所考虑的Ra参数范围内,数值解出现了分岔,流动和换热随Ra的增大从稳态转变为非稳态;在Ra为104时采用2种不同的初始条件得到了相同的稳态解;当Ra为5×104时,采用2种不同的初始条件获得了2种不同的解,其中一个是稳态解,另一个是振荡解.数值结果揭示了所研究问题中的非线性特点.     

假性紫罗兰酮合成条件

通过不同的实验条件合成假性紫罗兰酮,探讨了催化剂种类、催化剂用量、反应物配比、反应温度和反应时间等因素对反应产率的影响;通过实验得到提高合成假性紫罗兰酮收率的最佳反应条件为:以氢氧化钠或氢氧化钾为催化剂,催化剂为原料质量的2%,反应原料的摩尔比为1∶6.1,反应温度为62℃,反应时间为3 h;并对所得产物进行了纯化,分离收率为79.69%;该结果对合成假性紫罗兰酮的工业开发具有实用价值。     

醛酮缩合反应的相平衡与反应过程分析

对丙酮(A)和柠檬醛(C)在NaOH水溶液(W,NaOH)的催化作用下,生成假性紫罗兰酮(P)反应进行了液液相平衡研究。测定了A-C-W扣A-P-W体系的相图,並用改进渐近滴定法直接测得了A-C-W(NaoH)的溶解度曲线。在三元相图研究的基础上对该体系的反应过程进行了分析。     

假性紫罗兰酮合成新工艺(Ⅰ)

本文研究以ＡＬ－０１为催化剂由柠檬醛与丙酮合成假性紫罗兰酮的工艺条件（催化剂和溶剂的用量、反应时间和温度）、柠檬醛纯度的影响，以及催化剂寿命与再生．新工艺使假性紫罗兰酮得率提高到８５％以上。     

假性紫罗兰酮合成新工艺(Ⅱ)

本文研究柠檬醛与丙酮以碱性物质为催化剂在均相条件下缩合制备假紫罗兰酮的工艺 条件．缩合反应温度为35℃，反应时间1h，假性紫罗兰酮摩尔得率提高到85％以上．     

水滑石的合成及其对催化丙酮合成异佛尔酮的影响

用共沉淀法合成铁铝水滑石,焙烧制得镁铝复合氧化物催化剂．采用连续微反装置,以丙酮缩合生成异佛尔酮为探针反应,探讨了镁铝水滑石的合成对镁铝复合氧化物催化性能的影响,采用．XRD、TG—DTA等分析手段对催化利前体镁铝水滑石进行表征．结果表明,镁铝水滑石的合成工艺对水滑石的微观晶体结构有较大影响,镁铝比是较为重要的影响因素...     

超声波法合成假性紫罗兰酮的研究

对以山苍子油（黔产）与丙酮在超声波辐射条件下经Aldol缩合反应制备假性紫罗兰酮进行了研究，研究发现：在超声波辐射条件下，可极大地缩短反应时间，产率高达88％以上。     

正二十面体十二钨多酸催化丙酮羟醛缩合的初探

本文发现，正二十面体十二聚钨多酸对丙酮分子羟醛缩合生成4-甲基-4-羟基-2-戊酮具备有效的催化作用。     

异佛尔酮合成反应动力学模型

研究以丙酮为原料液相法合成异佛尔酮的液相缩合反应动力学.考察NaOH为催化剂,催化剂用量、压力、温度、反应时间对反应的影响.结果表明,反应温度215~225 ℃、丙酮与水质量比3∶1、0.13 mol NaOH、压力3.8~4.5 MPa为最优反应条件,其表观活化能51.31 kJ/mol,对丙酮消耗速率的动力学方程-rA=0.953×103e-51 310/RTCA,经统计检验,所得反应速率方程是可信的,可用于反应器的模拟计算.     

苯并吡喃型查尔酮天然产物的全合成研究进展

该文综述了苯并吡喃型查尔酮天然产物的全合成研究进展．     

固体碱催化丙酮Aldol缩合反应

对丙酮经Aldol缩合制二丙酮醇（DA）的催化剂进行了研究，研制出新型催化剂Ca（OH）2/Al2O3，这种催化剂对丙酮的缩合反应具有较理想的活性及选择性。对催化剂Ca（OH）2/Al2O3的制备条件进行了较为详细的探讨。