太阳热泵蓄热系统蓄热过程的数值模拟

对以CaCl2.6H2O为相变材料的太阳热泵蓄热系统,采用焓法建立了以相变材料封装容器为控制体单元的相变传热模型,计算了蓄热水箱进出口温度,相变材料温度及水箱蓄、放热量等参数。通过对实验结果与模拟结果的比较分析可知,两者数据接近,变化趋势吻合,该模拟方法能较好地反映系统运行情况。     

AOD炉蓄热式烘烤过程的数值模拟研究

为研究新型蓄热式AOD炉烘烤器的烘烤效果,对AOD炉烘烤过程的流动、燃烧、传热现象进行数值模拟研究,定量考察了空-燃比、空气预热温度,天然气流量等烘烤工艺参数对炉衬温度的影响规律.结果表明,增加天然气流量和空气预热温度是提高炉壁温度的有效措施,空-燃比变化对温度的影响较小;应用蓄热式AOD炉烘烤器,在满足烘烤温度1 373 K的基础上,温差基本可以控制在50 K以内,烘烤温度均匀性较好.提出了供现场参考的烘烤工艺参数.     

蓄热燃烧机理的实验及数值模拟研究

对目前国内外蓄热燃烧机理方面所做的工作,包括蓄热火焰特性、稳定性和NOx生成等方面进行了介绍,并对以往的研究内容进行了系统分析,为进一步研究提供参考。     

组合式高温相变蓄热器蓄热过程的数值模拟

通过对相同管径蓄热管组成的高温相变蓄热器蓄热过程进行模拟,得到了蓄热过程中相变材料(PCM)温度和液相率随时间的变化曲线以及不同时刻液相率的分布云图。针对温度曲线和云图所显示的问题,在保证蓄热量的前提下,提出了蓄热管组合式排布的设计方案,并对其蓄热性能进行了模拟。研究结果表明,采用所提出的组合式方案有效地减少了蓄热时间,降低了"死区"对蓄热器蓄热性能的影响,使PCM的液相率分布更加均匀,可为用于太阳能热发电的高温相变蓄热器的优化设计提供理论依据。     

蒸汽蓄热过程单个汽泡的传热传质数值模拟

蒸汽蓄热器是一种高效的储存蒸汽热能的设备。从传热传质的角度,推导出蒸汽蓄热过程中单个高温蒸汽泡在低温连续液相中的汽泡半径比k和努赛尔数Nu的数学表达式。通过Mat Lab模拟出汽泡半径比k和努赛尔数Nu与汽泡上升速度U、汽泡初始半径R0和汽液两相温度差ΔT随时间的变化规律。研究表明,汽泡半径比k随着汽泡的上升逐渐减小。努赛尔数Nu随着汽泡的上升先减小后增大。在汽泡初始半径R0和汽泡上升速度U相同的工况下,存在一个最优汽液两相温度差ΔT,使得汽泡半径比k和努赛尔数Nu曲线下降最快。加快汽泡上升速度U、减小汽泡初始半径R0以及选择合适的汽液两相温度差ΔT,可以提高蒸汽蓄热过程的传热效率。     

一种电热固体蓄热装置蓄热过程的数值模拟

本文对10kW电热固体蓄热装置的蓄热过程进行了数值模拟,在将蓄热固体颗粒和粒子间的空气看作均相介质的假设基础上,建立了蓄热过程中蓄热体内径向传热模型,根据初始条件和边界条件进行了数值计算,分析了误差产生可能原因,并利用有效导热系数分析了数值解和实验结果之间的误差。     

固体蓄热装置蓄热过程模拟分析与实验研究

设计一种采用分组投切的固体蓄热装置,并以此设计搭建总加热功率150 kW的固体蓄热实验装置,搭建热物理参数非定值的数值计算方法,模拟出炉体的温度场分布,并与定值参数进行对比,得到热物理参数非定值与定值的温度曲线和蓄热量曲线;通过数值模拟和实验数据相结合的方法,确定非定值法数值计算方法的可行性;设计一种分组投切的加热方式...     

高炉煤气蓄热式燃烧器燃烧过程的数值模拟

通过分析高炉煤气的燃料组成特点和主要可燃组分CO和H2的化学反应机理及应用条件,分别选取了两种不同的用于蓄热式燃烧过程的化学反应路径,并完成了对试验烧嘴和试验炉炉内浓度场和温度场的模拟计算。对比试验结果表明：在高炉煤气蓄热式燃烧过程中,选用水汽化反应无论是对CO的分布预测还是对温度的全场分布预测都比单步无逆反应的Lavnov机理精准。     

熔融盐在蓄热混凝土中传热过程的数值模拟

用数值模拟的方法对熔融盐与蓄热混凝土组合式换热模型进行了研究．该组合模型以混凝土为蓄热介质,熔融盐（Hitec）为传热介质,分析混凝土的导热系数、流体管道长度、热流体进口温度与进口流速等因素对蓄热单元储热规律及其特性的影响。计算结果表明：当混凝土的导热系数在2．0～3．0W/（m·K）左右、管长为0．5—2m、热流体进口温度为420℃、进口流速为O．15～0．25m／s时,蓄热单元可获得较高的储热效率。     

太阳能蓄热分层水箱数值模拟优化分析

蓄热水箱能够存储和调配能量。将蓄热水箱应用到太阳能热水系统中,可以弥补太阳能的不稳定性和不连续性,有效地提高太阳能热水系统的热利用率。文章基于小型太阳能热水系统,建立蓄热水箱物理模型,应用Fluent软件模拟分析了各个工况下蓄热水箱的温度分层情况,从而寻求较优的温度分层。分析结果表明:当热水入口质量流量小于2.8 kg/s时,蓄热水箱的温度分层比较明显;当热水入口质量流量大于2.8 kg/s时,随着热水入口质量流量逐渐增大,蓄热水箱温度分层越来越不明显;热水入口温度与水箱初始温度对于蓄热水箱温度分层影响不大;当热水入口质量流量为2.8 kg/s时,存在最佳热水入口直径(9 mm),此时蓄热水箱冷、热水不发生混合,蓄热水箱的热利用率较高。     

蓄热式钢包烘烤器气体混合特性数值模拟

利用CFD通用商业软件模拟了蓄热式钢包烘烤器的流场和气体混合状况,比较了不同空气喷入速度、不同空煤气烧嘴间距、不同空气预热温度等不同工况对空煤气混合状况的影响,并定量分析了这些影响的大小和趋势.为蓄热式钢包烘烤器燃烧装置的合理设计提供依据.     

含相变微粒流体层蓄热过程的传热机理研究

对含有相变微粒并且水平放置的流体层,在底部加热和周围绝热保温条件下的蓄热传热机理进行了理论分析研究,与无相变颗粒流体的蓄热过程进行了对比数值模拟。结果表明：对较薄的蓄热流体层,含相变微粒流体的蓄热完成时间短于无相变颗粒流体,随着液层厚度的增加这种差别减小。同时对液体层内不同高度下平均温度的分布和变化过程进行了分析研究。     

蜂窝陶瓷蓄热体的热应力场数值模拟

对普通正方形格孔蜂窝蓄热体和夹角圆弧过渡正方形格孔蜂窝蓄热体的热应力场进行了数值模拟计算与对比分析.结果表明,夹角圆弧过渡正方形格孔蜂窝蓄热体的低应力区域更大,应力分布也更均匀;数值模拟结果能够指导蓄热体的结构优化设计.     

管壳式换热器蓄热单元数值模拟与优化

相变材料导热系数低,导致相变蓄热装置无法快速地进行热量储存和释放,文中建立了翅片管和光管式相变蓄热单元的三维计算模型,采用数值模拟方法,从蓄热速率、蓄热量以及温度场等方面比较分析了翅片管和光管结构对储热性能的影响。结果表明:在光管外壁添加翅片可以缩短相变材料完全熔化以及整个蓄/放热过程所需时间;与采用光管结构相比,采用翅片换热管时,完全熔化时间缩短32%,完全放热时间缩短14.5%。可见,在一定条件下添加翅片有助于提高蓄热体的蓄放热性能,所得结论对实际工程中相变蓄热系统的设计和优化具有一定的参考价值。     

化学蓄热系统性能的数值研究

随着能源的日益消耗,对新能源的需求日益增大,因此新能源的利用成为研究的重点。热化学蓄热通过化学反应将太阳能或者工业废热等能量储存起来在需要时使用。文中使用Comsol软件来模拟热化学蓄热系统中的反应器,通过研究加热流体不同进口温度对反应器中温度及浓度的影响来研究加热流体温度对热化学蓄热的影响。     

太阳能单罐蓄热系统的数值模拟与性能分析研究

文章以太阳能单罐蓄热系统为研究模型,以新型三元熔融盐KNO3-Na NO3-Na NO2为传热、蓄热介质,利用Fluent软件对熔融盐在斜温层蓄热单罐中的流动规律和传热特性进行数值模拟研究。研究结果表明:随着熔融盐入口流速的增大,斜温层厚度逐渐增加,蓄热效率逐渐降低,但过低的入口流速会延长蓄热周期;冬季、夏季工况下,应对罐体进行保温,并减少蓄热进程的中断,以降低热损失,提高蓄热单罐的蓄热效率。研究结果为单罐蓄热系统蓄热效率的提高指明了一条新思路,并为更加复杂的单罐传热以及蓄热模型的改进与研究奠定基础。     

熔融盐斜温层蓄热的热特性研究

对熔融盐高温斜温层蓄热过程进行较深入的理论与实验研究,建立熔融盐单相流体斜温层蓄热的瞬态热分析模型,模型考虑熔融盐的变物性。利用Fluent软件,通过求解N-S方程与能量方程,对熔融盐单相流体斜温层蓄热罐在各工况条件下的传热蓄热过程进行数值模拟。研究时间进程、初始条件以及结构尺寸等对蓄热性能的影响。结果表明:斜温层的厚度随时间的推移而增加,达到一定厚度后增加量趋缓;流体进口流速、长径比等是影响有效蓄热容量的主要因素,当进口速度为0.001m/s级、长径比为2∶1时,将减少斜温层厚度。