相变蓄热地板采暖房间室内空气温度场模拟与分析

通过建立相变地板蓄热供暖房间的三维物理模型以及室内空气温度场的非稳态传热数学模型,用Fluent软件对室内空气速度及温度分布进行模拟计算,并对模拟计算结果进行分析.研究结果表明,相对其它供暖方式而言,相变地板蓄热采暖的房间空气温度分布较均匀,在较低的空气温度条件下也可以达到同样的室内舒适性.相变地板采暖完全可以满足人们热舒适度的要求,同时也可实现节能、电力移峰填谷的目的.     

矩形蓄热单元内石蜡的相变传热特性

为掌握蓄热单元内相变材料(phase change material, PCM)的传热特性,提高相变换热器的传热效率,采用焓-孔隙率模型,利用FLUENT软件对石蜡在矩形蓄热单元内的传热过程进行数值模拟,引入单元液相分数β及无量纲Fo、Ste和Ra分析圆管外不同位置处石蜡的蓄/放热规律及换热流体入口温度不同对石蜡蓄/放热过程的影响规律。结果表明:圆管外石蜡的总体熔化快慢按照上部、左/右部、下部的顺序进行,且上部比其它部分完成熔化所需时间缩短20%以上;放热过程中,圆管外石蜡的总体凝固快慢按照下部、左/右部、上部的顺序进行。矩形壳体内PCM蓄热过程的传热机制由导热逐渐过渡为自然对流。增加换热流体与石蜡之间的温差能显著提高蓄放热效率。通过多项式拟合得到关于β的准则关系式。     

矩形蓄热单元内石蜡的相变传热特性

为掌握蓄热单元内相变材料(phase change material, PCM)的传热特性,提高相变换热器的传热效率,采用焓-孔隙率模型,利用FLUENT软件对石蜡在矩形蓄热单元内的传热过程进行数值模拟,引入单元液相分数β及无量纲Fo、Ste和Ra分析圆管外不同位置处石蜡的蓄/放热规律及换热流体入口温度不同对石蜡蓄/放热过程的影响规律。结果表明:圆管外石蜡的总体熔化快慢按照上部、左/右部、下部的顺序进行,且上部比其它部分完成熔化所需时间缩短20%以上;放热过程中,圆管外石蜡的总体凝固快慢按照下部、左/右部、上部的顺序进行。矩形壳体内PCM蓄热过程的传热机制由导热逐渐过渡为自然对流。增加换热流体与石蜡之间的温差能显著提高蓄放热效率。通过多项式拟合得到关于β的准则关系式。     

石蜡相变蓄热过程数值模拟

相变材料（PCM）相变过程的传热特性对潜热储存过程的有重要的影响．对一种圆环形柱体石蜡相变蓄热材料,分别建立了忽略液相自然对流和考虑液相自然对流相变过程的数学模型,采用FLUENT软件对其蓄热熔化过程进行数值模拟,获得石蜡熔化过程温度场分布、熔化时间以及相界面移动规律,并数值计算了石蜡水平放置和竖直放置时,熔化过程的熔化时间和温度分布．对比两种模型的模拟结果表明,当石蜡材料厚度大于40mm,熔化过程中液相中自然对流作用对熔化过程有较大的影响．     

超低温柜箱体传热特性的非稳态测量

依据传热的基本原理,对用于生物医疗低温保存领域的超低温柜箱体围护结构的传热特性参数,用非稳态测量方法进行测试,并与稳态法测量结果进行了比较.通过比较,验证了非稳态法用于超低温保存柜箱体传热特性测量的可行性.     

相变蓄热罐传热过程的数值模拟

针对翅片管蓄热罐内的热水流动传热以及石蜡的相变蓄热进行了计算流体力学仿真.以蓄热罐的单个蓄热单元为研究对象进行了三维几何建模和非稳态数值计算,所得到的仿真数据能较全面地反映出蓄热单元传热过程中温度场和相变界面的变化规律,对蓄热罐的结构设计和优化运行有重要的参考价值.     

螺旋盘管相变蓄热装置蓄热特性研究

选用新型相变蓄热材料JDJN-60,提出内通流体并联螺旋盘管相变蓄热装置结构,并搭建了可以满足张家口地区30m2建筑供热量的蓄热装置试验台,对其蓄热特性进行研究.研究结果表明:相变材料的蓄热过程分三个阶段,潜热蓄热阶段温度变化缓慢且持续时间长;随着传热流体入口温度和流量的增大,蓄热时间都不断减少,但温度影响明显大于流量影响;试验装置蓄热量可以满足30平米地暖房间采暖需要.     

家用冰箱内传热的非稳态数值研究

本文针对家用冰箱生非稳态传热的特点,用二维简化模型进行数值模拟并把导数、对流和辐射作为一个整体进行耦合求解,得到了箱内伟为规律及辐射换的影响。     

精馏过程的非稳态模拟

精馏(包括普通精馏和反应精馏等特殊精馏)过程的非稳态模拟对生产和研究均具有指导和促进意义。根据迄今有关文献资料,本文对精馏过程非稳态问题研究的情况进行了回顾,并对用于精馏的非稳态模拟的数值方法进行了总结评比。     

干式带腔地板辐射采暖系统热工性能

目的 研究腔体和覆盖层共同作用下,干式带腔地板辐射采暖系统的温度场分布均匀性和供热效果.方法 搭建了干式带腔的地板辐射采暖系统实验房间,利用铜-康铜热电偶对不同供热工况下房间内和地板表面的温度场分布进行测试,研究了供水流量分别为0.24 m3/h、0.34 m3/h、0.44m3/h时,供水温度分别为30℃、40℃、50℃条件下,地板表面温度分布的情况,并对室内工作区温度分布的均匀性进行测试.结果 供水流量稳定在0.34 m3/h、供水温度为40℃时,地板表面温度分布均匀并能保持在23.5～25℃,室内工作区温度能控制在19～21℃,温度梯度可控制在0.9 ～1.2℃/m.结论 干式带腔地板辐射采暖系统采用“盘管+石膏覆盖层+地板”的形式铺设,满足低温地板辐射采暖舒适性需求.     

含脂酸类相变材料的相变墙板热特性分析

目的进行含脂酸类PCM的相变墙板的热性能分析,探讨其热性能对减少建筑能耗,降低空调负荷的可能性.方法在充分考虑北方地区夏季昼夜的气候条件和国家节约用电的峰谷电价差政策的基础上,利用DSC进行相变储能材料性能测试与分析,优选出两种脂酸类相变材料,制成相变储能墙板,分析其热特性.结果确定了两种分别适合于北方寒冷地区夏、冬季节应用的脂酸类PCM混合物,它们的相变温度在北方地区实际室内空调设计温度范围内,具有很高的相变潜热,把相应的PCM溶入石膏板后具有较高的相变潜热,为充分利用北方地区夏季的夜间自然冷风和峰谷电价差政策提供了先决条件.结论相变墙板不但起到移峰填谷、减少建筑能耗、降低空调负荷、提高经济效益等作用,而且还会大大改善房间的舒适度,为北方地区的空调发展开辟新的空间.     

高温相变储热单元模拟研究与计算

运用Fluent软件对圆形储热单元内部LiCl高温相变材料熔化过程进行二维数值模拟。模拟结果表明：不同位置的LiCl都会出现恒温＂平台＂,其平台的长度和出现的时间间隔随空间位置的不同而有显著差异;随时间的增加,储热单元储热量在相变区明显增大,其储热功率也相应出现了最大值。相变材料的导热系数、相变储热单元的形状和空间尺度以及其恒温隔热装置是改善相变储热系统储热性能的关键性因素。     

蓄热式电加热系统的优化设计

应用改进单纯形法并结合经济理论对蓄热式电加热系统提出了一种分析方案和算法，以对该系统进行最优化的运行控制及经济效果评价。最后，例举了这种优化设计的应用，如果结合负荷或需求的计划、统计、预测技术，该方法对其它同类系统也有借鉴作用。     

城市排水系统非恒定流模拟模型研究

开发研制了城市排水系统非恒定流模拟模型．在暴雨条件下,可用此模型模拟排水管网的溢流、计算积水区的面积和水深．根据对已经建成的排水管网现状进行模拟计算的结果,提出了改造雨水管网系统和合流制管网系统的最佳设计方案．模型在实际应用中已经取得了很好的效果．     

新型管状相变材料热管理系统的数值仿真与实验研究

设计了一种新型的管状复合相变材料(tubular Composite PCM,t-CPCM)结构,用以替代传统的块状复合相变材料(block-shaped Composite PCM,b-CPCM)结构,将其耦合强制对流换热后应用于电池热管理。仿真结果表明,相比于b-CPCM电池仿真模型,t-CPCM电池仿真模型不仅流道分布更加均匀,而且对流换热面积更大,理论计算得出的对流换热热阻仅为0.8 K·W⁻¹,是b-CPCM电池仿真模型的1/20。实验结果表明,t-CPCM电池模组优异的散热性能可以有效地控制电池温度,t-CPCM电池模组的最高温度仅为46.9 ℃,温差为0.8 ℃;而b-CPCM电池模组的最高温度高达51 ℃,温差均为5 ℃。所设计的管状复合相变材料在电池热管理方面具有良好的应用价值。     

太阳能热水系统及光伏光热系统在上海地区年运行性能研究

以上海市的年气象数据为计算依据,综合考虑了太阳辐照、水温、环境温度的影响,在忽略夜间损失的情况下,以天为单位,对太阳能热水系统及太阳能光伏光热系统连续加热模式下的年运行性能进行了分析计算,研究了两种系统在上海地区的应用潜力及节能特性.计算结果表明,太阳能热水系统具有较高的年平均综合效率,同时具有较短的静态回收周期;光伏光热系统一年中仅在7月、9月具有较高的综合效率.     

相变木塑围护结构热工性能实验与数值模拟

为对相变木塑围护结构的热工性能进行研究, 以相变木塑复合构件为基础制成缩尺实验箱, 对箱内温度实时监测, 采用辐射蓄热、对流放热的方式对相变木塑复合构件的热工性能进行了测试, 得出:相变木塑墙体比普通木塑墙体有更理想的室温调节能力, 光照的不足对墙体蓄、放热能力影响很大, 相变木塑墙体在阴天光照条件下相比于晴天温控能力大大降低.为对相变木塑围护结构的热工性能进行改善, 建立相变传热物理模型及数学模型, 利用MATLAB软件进行室内温度、相变内墙与室内空气对流换热量、相变内墙表面温度的数值模拟, 得出:提高材料导热系数及增大墙体对流换热强度均能改善相变木塑墙体的热工特性, 随着导热系数的增加, 夜间室内平均温度由15.2℃升至15.7℃, 同时对流换热量和内墙温度增加, 但增加幅度十分有限, 随着对流换热强度的增加, 夜间室内平均温度由15.2℃升至16.3℃, 同时夜间相变墙体表面对流换热量显著增加, 增加幅度明显, 所以提高对流换热强度更具热工性能的改善潜力.