纳米填料对储能式散热器性能影响的数值研究

针对储能式电子器件散热器性能受相变材料较低导热能力限制的问题,采用添加高导热纳米填料的方法提高相变材料的表观导热系数,并对储能式散热器的性能提升潜力进行分析. 在短时大功率加热(热流密度为10 W/cm2)的条件下,对以二十烷为相变材料的储能式散热器在添加碳纳米管填料之后的工作过程(熔化和凝固传热)进行了三维数值模拟. 结果显示,由于相变材料表观导热系数的提高,散热器的性能随碳纳米管添加量的增加而提升,其提升程度与添加量呈近似线性相关| 当加入体积分数为10%的碳纳米管时,散热表面的最大温升相对于无碳纳米管的情形降低了8 ℃,散热器的等效总热阻则降低了14%,说明该方法是提高储能式散热器性能的有效途径．     

基于单片机的太阳能最大功率自动追踪系统

为提高太阳能吸收率,介绍一种能有效提高太阳能吸收率的自动追踪系统.该系统利用单片机为控制器,采用寻求最大功率点的方法,控制步进电机带动太阳能电池板根据吸收功率的大小自动旋转,使电池板始终保持在太阳能吸收率最高的位置,以实现太阳能资源的更好转化利用.     

蓄能型振荡热管太阳能集热器性能研究

本文设计了一种蓄能型振荡热管太阳能集热器,将其应用在蓄能型振荡热管太阳能热泵系统中,实现太阳能分季节全天候利用,提高能源利用率.使用Gambit软件建立蓄能型振荡热管太阳能集热器的三维模型,并利用Fluent软件对蓄能型振荡热管太阳能集热器中相变材料的蓄热过程进行了模拟研究,得到不同集热器结构参数、集热器内蓄能材料、太阳辐射强度、外界换热条件等对其温度场、液化率等的影响.根据模拟结果,振荡热管间距选17 mm,真空管后增设金属反射板,集热管内采用复合相变材料,夏季利用高温相变材料蓄热直接加热热水,冬季利用低温相变材料给热泵蒸发器供热,从而提高系统整体性能.     

蓄能供热型太阳能集热器结构优化

提出一种蓄能供热型太阳能集热器,将太阳能真空集热管、重力热管蒸发段、热泵蒸发器和相变材料集于一体,可有效克服太阳辐射波动性影响,结构紧凑,集热效率高. 利用FLUENT软件模拟研究蓄能供热型太阳能集热器内相变材料的蓄放热特性. 对比分析集热器内不同结构:重力热管蒸发段和蒸发器管路采用并排布置或三角布置时相变材料的温度场和速度场,结果表明,并排布置方式优于三角布置方式,相变材料完全熔化时间可缩短22.6%,完全熔化时相变材料储存的热量更多. 研究集热器倾斜角度对相变材料蓄热/释热过程的影响,结果表明,蓄热过程倾斜放置比竖直放置时相变材料的完全熔化时间缩短了约28%,而释热过程完全熔化时间不受倾斜角度的影响. 最后研究了相变材料的相变温度和相变潜热对相变过程的影响,结果表明,在能够满足相变材料蓄热所需的相变温度范围内,应选取相变温度较低、相变潜热较大的相变材料.     

太阳能相变蓄能通风系统实验研究

针对太阳能通风的不稳定性和不可控性,提供一种利用太阳能作为热源,相变蓄热材料在日间进行蓄热,夜间利用储存热量热压通风的新型系统,使建筑物达到理想的通风效果。通过分别对相变温度为63℃、44℃的相变蓄热材料进行通风实验,得到不同相变温度下系统夜间通风量变化特性。结果表明,采用相变温度分别为63℃、44℃的相变蓄热材料棕榈酸和月桂酸,太阳能通风系统在夜间通风10 h累计通风量分别为806.6 m3、615.4 m3,单位面积水平集热面通风量分别为53.8 m3/h、41 m3/h。使用棕榈酸的通风系统效果要优于使用月桂酸。提出的太阳能通风屋顶结合相变蓄热系统能有效的强化建筑物夜间自然通风,改善建筑室内热环境,减少空调用能。     

太阳能电池板检测中实时二值化阀值设定的方法

分析了太阳能电池板图像的灰度直方图特征及大津法算法原理,在电池板外形尺寸测量过程中提出将大津法分类思想应用于电池板图像二值化阀值的实时设定。实验表明,这种实时设定阀值的方法克服了光照变化对太阳能电池板测量的影响,从而提高测量的准确性和稳定性。     

蓄热技术在太阳能-地源热泵中的应用及模拟

从太阳能-地源热泵系统中蓄热技术的运行方式入手,通过对太阳能显热蓄热过程的模拟,指出了邯郸地区的太阳能-地源热泵采用无相变蓄热技术时,存在的问题和解决方法。同时,对相变蓄热技术在太阳能-地源热泵应用进行了探讨,并对蓄热体的蓄热过程进行了模拟与分析,结果表明:蓄热材料发生相变的时间与蓄热体半径密切相关,在实际应用时可以通过改变后者来控制前者;离外边界越远,相邻点温差越小;由于相变边界点一直低于流体温度,这将导致在8h内具有热流的存在,从而可延缓水温升高速度。     

山东科技大厦光伏屋顶60kWp电站设计

本文就山东科技大厦光伏屋顶60KWp 电站项目,从项目的总体设计,工程所处位置太阳能电池板的最佳安装角度的确定,系统保护等几个方面进行了探讨.     

基于Arduino的太阳能电池板最大光功率跟踪系统

针对提高太阳能光伏发电效率问题,设计出了一个以Arduino单片机为核心的光功率跟踪系统。该系统由光线强度检测电路、上位机、舵机驱动模块、光伏电池板、位置反馈模块、串口通信模块等组成。舵机在Arduino内部程序算法的驱动下,能够使太阳能电池板所在平面时刻同太阳光线入射角度垂直,因而能够极大地提高光电转换效率。     

相变散热器性能测试

对一种以超导液作为传热介质的真空相变散热器进行测试研究.研究该气液相变散热器的热工性能,分析随着供水温度的变化散热器性能的变化,为工程应用奠定基础.     

Numerical simulation on heat transfer enhancement of phase change thermal storage devices for low-middle temperature

Using Ba(OH)_2·8H_2O as phase change material(PCM) and water as heat transfer fluid(HTF),we numerically simulated annular finned-tube heat exchangers.In order to measure and analyze the impact of parameters in the heating/cooling process,temperature changes of different monitoring points,fin widths,and fin pitches as key parameters were considered and applied.The experimental results show that the heat exchange process can be divided into three stages within a certain time.The faster heat transfer rate is associated with the greater temperature difference between PCM and HTF.Furthermore,fins width and pitch affect dramatically the heat charging/discharging rate.The large fins width or small fins pitch is beneficial for extending the heat exchange surface,leading to improve heat transfer efficiency.     

翅片盘管式相变储热器传热性能研究

翅片盘管可以强化盘管外侧的换热.本文研制了一种翅片盘管式相变储热器,以石蜡R54为相变材料,在3组不同流量工况下,分别对3种不同翅片间距的储热器进行了实验研究,分析了其不同工况下的温度分布和传热系数情况,得出了该类型相变储热器的储热效率及传热系数与流量成正比、与翅片间距成反比的结论.     

火墙环境下有机相变材料封装盒体的导热增强

为提高火墙环境下有机相变材料宏观封装盒体的吸热效率,通过实验室恒温箱模拟火墙环境条件,研究了添加不同数量导热翅片和填充泡沫铜对有机相变材料宏观封装盒体吸放热过程的影响.结果表明:随着导热翅片数量增加,不同厚度封装盒体中相变材料的完全相变时间明显缩短,而导热翅片数量过多时会显著降低厚度较小封装盒体的有效放热时间;填充泡沫铜使宏观封装盒体中相变材料的温度分布更加均匀,同时可进一步降低厚度较大封装盒体中相变材料的完全相变时间;通过添加15个导热翅片和填充泡沫铜可使45 mm厚封装盒体中相变材料的完全相变时间缩短64.8%,此方法可有效解决火墙环境中大容量宏观封装有机相变材料盒体的吸热缓慢问题.     

基于最小熵产法的大功率LED散热器的结构优化

为了提高自然对流条件下大功率LED灯的平直肋片散热器的散热性能,对该类散热器开展了结构优化分析。利用最小熵产法分析了平直肋片的厚度、数量和高度,散热器质量、风速等因素对散热器流场及传热特性的影响,结果表明：随着肋片个数量的增加,无量纲熵产和温度熵产先增加后减小,温差熵产是摩擦熵产的10倍左右。此外在热流密度不变情况下,存在最佳肋片的几何尺寸使得无量纲熵产最小,据此优化散热器肋片结构使得散热器性能达到最优。     

相变材料/导热翅片复合热管理系统应用于三元体系锂离子动力电池模组实验研究

以三元动力电池模组为研究对象,通过研究自然对流、相变材料（Phase Change Materials,PCM）、相变材料/导热翅片3种不同散热技术,分析3种不同热管理系统（Battery Thermal Management System,BTMS）在室温（25℃）和高温（45℃）工况下不同恒定倍率放电及充放电循环过程中的温度变化规律、产热速率及温升速率,测试整个电化学反应进程中的最大温度及最大温差技术指标,深入研究不同散热介质对于电池组安全性能的影响机理。结果表明,无论室温/高温环境条件恒定倍率放电和大电流充放电循环工况,相变材料/导热翅片电池组通过对电池组侧面和正负极处进行强化传热,具有明显有效的降温和均衡温度的能力,可以实现电池组最高温度的快速降低,并维持电池模组最高温差在5℃以内,满足动力电池模组的散热需求。     

适用于余热回收的相变蓄热供热装置的研制

相变蓄热装置依其体积小、蓄热量大、放热温度均匀等特点在余热回收方面有很广阔的应用前景。研制开发了一种适用于用余热加热的相变蓄热装置,装置中加装了强化传热的导热翅片和加热、放热用的换热盘管。在不同水流量下对加热和放热过程中的热工参数进行了测试。通过对装置加热和放热特性所进行的测试结果分析可知,装置中导热翅片起到了很好的强化传热作用。它适合用于对余热的储存,也便于把储存的余热以多种形式供给用户。     

碳纳米管填料对相变储能式热沉性能的影响

为了评估纳米复合相变材料在相变储能式热管理技术中的应用潜力,采用实验方法研究碳纳米管填料对相变储能式电子器件热沉瞬态性能的影响.选用十六醇为基底相变材料,以多壁碳纳米管为填料制备了不同质量分数（0.3%、1%和3%）的纳米复合相变材料,对复合相变材料的关键热物性进行表征.在短时较高热流密度（高达7.0 W/cm2）加热条件下,比较热沉（分为有翅片和无翅片2种结构）的瞬态性能随纳米复合相变材料中碳纳米管质量分数的变化规律.实验结果表明,在添加了碳纳米管填料之后热沉的性能较采用纯十六醇的工况有所削弱.虽然加入碳纳米管后纳米复合相变材料的导热系数有所提升,但黏度的急剧增加极大地削弱了熔化过程中的自然对流效应,从而抵消了导热强化所带来的性能提升.     

Thermal characterization of lauric acid and stearic acid binary eutectic mixture in latent heat thermal storage systems with tube and fins

In order to obtain the suitable phase change material (PCM) with low phase change temperature and improve its heat transfer rate, experimental investigation was conducted. Firstly, different mass ratios of lauric acid (LA) and stearic acid(SA) eutectic mixtures were prepared and characterized by differential scanning calorimetry (DSC). Then, the performance of eutectic mixture during charging process under different fin widths in vertical condition, and performance during charging and discharging processes under different inlet temperature heat transfer fluid (HTF) in horizontal condition were investigated, respectively. The results revealed that the LA-SA eutectic mixture had the suitable phase change temperature and desired latent heat for low-temperature water floor heating system. Wide fins and high inlet temperature HTF significantly enhanced the transfer rate and decreased the melting time.     

组合式微针肋的强化换热特性

对一种组合式针肋热沉(圆形针肋阵列穿叉布置等腰直角三角形小肋热沉)的换热特性进行数值模拟研究.考察了三角小肋以不同冲角布置对微针肋通道整体换热特性的影响.计算结果表明,三角小肋布置存在一个最优化角度,即以冲角30°布置的三角小肋的组合式针肋的强化换热效果最佳,远远高于单一圆针肋热沉,但强化换热效果随雷诺数的增大而降低.