固体蓄热装置圆形和椭圆形孔自然对流放热特性的研究

为缓解国家电网压力,根据国家民用建筑供暖标准:GB 50736—2012,设计了固体蓄热式供暖装置。分别开设了不同孔数的圆形或椭圆形孔道,用数值计算的方法研究了自然对流工况下,开设的孔数和孔形对蓄热装置放热特性的影响。结果表明:椭圆形孔道中心线及孔出口温度明显高于圆形孔道相应位置处温度;相同孔形,孔数越多,孔中心温度越高,越有利于放热;孔数越多,孔中心速度越小,与孔形无关;散热开始时,椭圆孔出口温度高于圆孔,但约1. 4 h后,椭圆孔出口温度开始低于圆孔,孔数对出口温度影响不大;圆形孔出口温度随时间的延长变化较为平缓。     

多种固体蓄热装置放热特性的数值模拟研究

为缓解国家电网压力,根据国家民用建筑供暖标准,设计了3种不同结构的固体蓄热装置。用数值模拟的方法研究了不同结构对蓄热装置放热特性的影响。结果表明,在蓄热体总体积一定的情况下,2块长方体蓄热体所在的正方体框内的空气温度最高,其次是2块球形蓄热体所在的正方体,而1块球形蓄热体所在的正方体框内的空气温度最低。     

平板微热管阵列相变蓄热装置蓄/放热性能

为提高相变蓄热装置的性能,基于平板热管技术设计了一套相变蓄热装置,将熔点58益的工业石蜡作为该蓄热装置的蓄热材料,对平板微热管阵列在蓄/放热过程的均温性能、蓄热装置内部石蜡温度变化以及蓄热装置的蓄/放热效率进行实验分析,同时对不同供/取热流体温度和流量的实验条件下蓄热装置蓄/放热特性进行研究.结果表明：平板微热管阵列在蓄/放热过程中性能稳定,蓄热装置蓄/放热效果良好;在供/取热流体流量为2.0 L/min,供热流体温度为80益,取热流体温度为20益的实验条件下,计算得到该蓄热装置平均蓄热功率、放热功率分别为662、764 W.     

太阳能相变蓄热加热输送原油系统

根据太阳能的特点和原油加热输送过程的工艺条件,设计了一套太阳能相变蓄热加热原油系统,研制开发了一种适用于太阳能加热的相变蓄热装置,对蓄热装置放热过程中的部分热工参数进行了测量。通过分析可知,该系统利用太阳能加热原油,相变蓄热装置的传热性能较好,装置在55~85℃范围内所蓄热量是同体积水作蓄热材料的蓄热装置所蓄热量的3.5倍,设备具有体积小、蓄热量大、放热温度均匀、便于控制加热温度等特点。     

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。     

固体电蓄热装置蓄热过程的实验

由于现实对电固体蓄热锅炉的迫切需要,那么对其蓄热规律的研究显得尤为重要。对蓄热装置进行了简单介绍,对蓄热和放热过程进行了传热分析;在电固体蓄热装置上,对其蓄热过程进行了实验研究,得到了相同条件下蓄热体内温度分布规律,温度延迟的原因;最后通过实验得到了蓄热体的近似蓄热量。     

太阳能相变蓄热系统在空调制冷中的应用研究

将太阳能相变蓄热应用到空调制冷系统中,提出了一种太阳能相变蓄热空调制冷系统。对相变蓄热装置放热过程中的部分热工参数进行了计算,并对空调制冷系统的热效率进行了分析。通过分析可知,该系统避免了以往太阳能空调系统存在的不稳定性和间断性问题;太阳能相变蓄热装置具有体积小、蓄热量大、放热温度均匀、便于控制等特点,适用于存储太阳能并为空调制冷系统提供加热热源。     

相变蓄热装置的研制及放热性能测试

相变蓄热装置因其体积小、蓄热量大、放热温度均匀等特点在热能储存方面有很广阔的应用前景。针对许多地区电力出现相对过剩、电力峰谷差不断拉大的现象,研制开发了一种在低谷用电时段储存电能、在用电高峰时放热的相变蓄热装置,装置中加装了强化传热的导热翅片和放热的换热盘管。在不同出水流量下对放热过程中的热工参数进行了测量。通过对测试结果分析可知,导热翅片起到很好的强化传热作用,此设备具有体积小、蓄热量大、放热均匀、便于控制等特点。它适用于对热能的储存,也便于把储存的热能以多种形式供给用户。     

Mg-Cu-Zn 相变储热材料充放热特性研究

设计并搭建了套管式中高温蓄热系统实验装置,采用Mg-Cu-Zn合金相变储热材料,空气为传热介质,利用Fluent软件对该套管式蓄热装置进行了数值模拟和充放热实验,分析了传热介质流量对蓄热装置充放热特性的影响,评价了蓄热装置的放热效率。结果表明,模拟结果与实验数据吻合较好,实验结果为中高温蓄热系统的优化设计和工程应用提供了理论依据。     

固体蓄热装置放热特性的实验研究

储能系统是能源利用与转化的重要组成部分，在新能源消纳方面起着重要的作用，可有效实现电网的"削峰填谷"。为此，设计了3种不同保温层厚度和3种不同长高比（L/H）的蓄热体，采用实验方法研究了保温层厚度和蓄热体结构参数对固体蓄热装置放热特性的影响。结果表明：蓄热体与环境的温差是影响蓄热装置放热速率的主要因素；不同L/H的蓄热体放热速率明显不同，L/H=0.500时的放热速率最小，L/H=0.300时的次之，L/H=0.885时的最大。     

圆柱形壳管式相变蓄热单元的释热特性

为了推广太阳能季节相变蓄热热泵供暖系统在寒冷地区的应用,提出了适合该系统的圆柱形壳管式相变材料(Phase Change Material,PCM)贮热单元的结构形式;基于焓法建立了贮热单元的数学模型,并通过数值模拟研究了以CaCl2.6H2O为相变材料的相变蓄热单元的的释热特性及其随换热流体温度和流速的变化规律.研究结果表明:PCM在显热释热阶段温度变化快且释热持续时间短,而在相变潜热释热阶段,PCM温度变化慢且持续时间长;换热流体入口温度越高,释热速度慢且释热量越小.换热流体的流速越大则释热速度越快,流速越小则释热速度越慢.换热流体入口温度与流速是影响圆柱形壳管式相变贮热单元释热特性的重要因素.     

扁管管内传热性能实验研究

对扁管的管内传热和流阻性能进行了实验研究。结果表明：在管程进口体积流量相同条件下，扁管管内进出口温差、传热系数和雷诺数均高于圆管，虽其压降也高于圆管，但其传热与流阻综合性能指标显著高于圆管。说明扁管是一种高效强化传热元件。     

颗粒帘换热器颗粒均流装置的设计与实验

基于气粒两相快速热平衡原理,为保证颗粒帘换热器的效率,有必要使气流与颗粒均匀接触。针对颗粒均匀问题,设计一套以多孔板为主要部件的均流装置,并探究多孔板孔径及孔间距对均流效果的影响。结果表明：多孔板错列布孔,孔径6~10 mm、孔间距35~50 mm 的情况下,颗粒均流效果与孔间距的大小成反比,低于40 mm后不再明显变化;孔径10 mm、孔间距40 mm的多孔板,颗粒均流效果较好。     

Simulation of rarefied gas flow and heat transfer in microchannels

Analysis and simulation of rarefied nitrogen gas flow and heat transfer were performed with the Knusden number ranging from 0. 05 to 1.0, using the direct simulation of Monte Carlo (DSMC) method. The influences of the Kn number and the aspect ratio on the gas temperature and wall heat flux in the microchannels were studied parametrically. The total and local heat fluxes of the microchannel walls varying with the channel inlet velocities were also investigated in detail. It was found that the Kn number and the aspect ratio greatly influence the heat transfer performance of microchannels, and both the channel inlet and outlet have higher heat fluxes while the heat flux in the middle part of channels is very low. It is also found that the inlet free stream flow velocity has small affect on the wall total heat flux while it changes the distribution of local heat flux.     

泡沫铜/石蜡复合相变材料融化过程的换热特性

为了研究强化相变蓄热器的换热情况,搭建了矩形腔体内填充泡沫金属/石蜡的实验台,在恒壁温条件下,进行了泡沫金属/石蜡复合相变材料的融化蓄热实验。根据实验数据绘制了不同加热温度下石蜡内部温度随时间变化曲线,分析了腔体内自然对流对温度分布的影响、传热温差对蓄热时间的影响。结果表明,泡沫金属的高导热性能强化了石蜡在腔体内的融化过程,距离加热面较近的石蜡融化后产生的自然对流加速了剩余固态石蜡的融化;而且传热温差越大,自然对流越明显,蓄热时间越短。     

Equivalent thermal resistance minimization for a circular disc heat sink with reverting microchannels based on constructal theory and entransy theory

Thermal designs for microchannel heat sinks with laminar flow are conducted numerically by combining constructal theory and entransy theory. Three types of 3-D circular disc heat sink models, i.e. without collection microchannels, with center collection microchannels, and with edge collection microchannels, are established respectively. Compared with the entransy equivalent thermal resistances of circular disc heat sink without collection microchannels and circular disc heat sink with edge collection microchannels, that of circular disc heat sink with center collection microchannels is the minimum, so the overall heat transfer performance of circular disc heat sink with center collection microchannels has obvious advantages. Furthermore, the effects of microchannel branch number on maximum thermal resistance and entransy equivalent thermal resistance of circular disc heat sink with center collection microchannels are investigated under different mass flow rates and heat fluxes. With the mass flow rate increasing, both the maximum thermal resistances and the entransy equivalent thermal resistances of heat sinks with respective fixed microchannel branch number all gradually decrease. With the heat flux increasing, the maximum thermal resistances and the entransy equivalent thermal resistances of heat sinks with respective fixed microchannel branch number remain almost unchanged. With the same mass flow rate and heat flux, the larger the microchannel branch number, the smaller the maximum thermal resistance. While the optimal microchannel branch number corresponding to minimum entransy equivalent thermal resistance is 6.     

Characteristics of radiation and convection heat transfer in indirect near-infrared-ray heating chamber

Numerical study was performed to evaluate the characteristics of combined heat transfer of radiation,conduction and convection in indirect near infrared ray (NIR) heating chamber.The effects of important design parameters such as the shape of heat absorbing cylinder and heat releasing fin on the pressure drop and heat transfer coefficient were analyzed with different Reynolds numbers.The Reynolds numbers were varied from 103 to 3×106,which was defined based on the hydraulic diameter of the heat absorbing cy...     

影响地埋管换热器侧换热量因素分析

利用线热源模型,结合约束最优化方法,使用河北工程大学自主研制的岩土热物性测试仪,测试并计算出石家庄市正定区岩土综合导热系数和地埋管侧换热量值。根据测试结果,分析实验中的测试时间、地埋管内进出口水温平均值、测试功率等因素对地埋管换热量的影响。测试结果表明：20 h后,测试计算出的岩土综合导热系数趋于稳定;岩土综合导热系数、地埋管内进出口水温平均值、测试功率对地埋管侧换热量值有影响,且影响依次减少。     

高压电制热储热装置穿墙套管高温绝缘结构设计

提升高压电制热储热装置的电压等级能有效提高其风能消纳能力,为了实现高压电制热储热装置内穿墙套管耐温和绝缘水平的提升,以电压为66 kV,炉温为800 ℃的电制热储热装置的穿墙套管设计为例,研究了套管高温绝缘、外隔热及阻热环等关键技术的设计方法.针对穿墙套管的绝缘和隔热方式,分析了电制热储热装置穿墙套管设计计算方法的特点.加温加压实验测试结果表明,耐高温穿墙套管设计方法合理,对电制热储热装置电压等级的提升具有指导意义.