相变储热研究进展：（1）相变材料特性与储热系统优化

本文从如下两个方面总结了相变储热（ＬＴＥＳ）的研究现状：①在相变材料（ＰＣＭ）方面,重点分析了ＰＣＭ种类、提高导热能力的方法、增强工作性能稳定性和改性的措施、降低过冷度和新的成核添加剂,以及固－固相变的研究进展;②ＬＴＥＳ系统的热力学优化和ＰＣＭ相变过程的数值模拟方法。     

组合式相变材料贮能系统性能研究

本文主要研究由相变温度不同的相变材料（ＰＣＭ）组合而成的贮能系统在给定温度边界条件下的循环工作性能，建立了相应的物理模型，给出了数值求解方法。数值计算结果表明，通过合理布置ＰＣＭ的相变温度（ＰＣＴ）分布，应用５￣１０个ＰＣＭ，可使系统相变时间减少２７％左右；当每一个ＰＣＭ都同时存在向同一方向移动而且移动速度相近的相界面时，系统相变时间最短。     

变温相变材料贮能研究：（一）理论探讨

本文建立了变温相变材料（ＰＣＭ）贮能的一维传导模型，分析了恒温相变、线性相变温度分布和抛物线相变温度分布对ＰＣＭ相变时间的影响，在忽略显热条件下导出了相变率与相变时间的关系式并获得了最佳线性和最佳抛物线性相变温度分布。结果表明，具有特定相变温度分布的ＰＣＭ在贮能系统中的应用能够显著提高蓄能、释能速度。     

内通传热流体的圆管外相变材料的无量纲储传热准则的研究

建立了分析内通传热流体的圆管外相变材料储,储热特性的理论模型,并提出分析瞬态相变层厚度分布,传热流体轴向温度分布及圆管相变材料储,传热量的新方法：温度－固液界面移动交替迭代法,通过理论分析和数值计算,得到确定上述参数的无量纲公式,公式与数据点的平均拟合精度分别为０．３％、１．６２％和２．５％。准则公式计算值与相同条件下的文献值吻合,验证了本文模型、方法和结果的正确性。所得的无量纲公式不局限于某一种     

三羟甲基乙烷、新戊二醇及其二元体系相变动力学的DSC研究

用DSC技术研究了新戊二醇（NPG）,三羟甲基乙烷（PG）及其二元体系的固－固,固－液相变的动力学,运用Kissinger及Ozawa方法计算了相变过程的活化能及反应级数,两种方法计算结果一致,固－固相变温度和峰温与升温速度呈线性关系。     

新戊二醇和三羟甲基氨基甲烷及其混合物的固-固相变动力学的研究

用ＤＳＣ技术研究新戊二醇（ＮＰＧ）、三羟甲基氨基甲烷（ＴＡＭ）及其混合物的固－固相变的动力学,运用Ｋｉｓｓｉｎｇｅｒ及Ｏｚａｗａ方法计算固－固相变的活化能及反应级数,两种方法的结果相符。通过实验数据分析,探讨了活化能随组成变化的规律。     

固液相变蓄热技术的研究进展

综述了相变蓄热材料、相变传热问题求解方法、典型相变传热过程以及相变潜热蓄热系统(LHTES)优化设计及强化传热等诸多固液相变蓄热技术相关问题的研究进展情况     

新戊二醇,季戊四醇及其二元体系固—固相变贮热的动力学研究

利用ＤＳＣ技术研究了新戊二醇（ＮＰＧ）、季戊四醇（ＰＥ）及其二元体系的固－固相变的动力学,运用Ｋｉｓｓｉｎｇｅｒ及Ｏｚａｗａ方法计算了固－固相变的表观活化能及反应级数,两种方法的结果是一致的。     

多元醇二元体系固－固相变贮热的研究

用ＤＳＣ法研究季戊四醇－新戊二醇（ＰＥ－ＮＰＧ），三羟甲基乙烷－新戊二醇（ＰＧ－ＮＰＧ），季戊四醇－２－氨基２－甲基１，３丙二醇（ＰＥ－ＡＭＰ），三羟甲基乙烷－２－氨基２－甲基１，３丙二醇（ＰＧ－ＡＭＰ）和三羟甲基氨基甲烷－新戊二醇（ＴＡＭ－ＮＰＧ）五个多元醇二元体系的固一固相变。这些二元固体溶液的转变温度和转变热与其组成有依赖关系。研究结果可以指导选择贮热材料的组成。     

新戊二醇、季戊四醇其二元体系固—固相变的变温红外光谱研究

利用傅利叶变温红外光谱仪分别测定了新戊二醇（ＮＰＯＧ）、季戊四醇（ＰＥ）及其二元混合物的变温红外光谱。实验表明,多元醇分子中羟基吸收峰随温度升高而发生位移,它既能反映多元醇及其二元体系发生固－固相变的温度区间,又与转变热相对应,从而揭示了多元醇及其二元体系固－固相变贮热的机理。     

纳米复合相变材料固液相变储能过程研究进展

对纳米复合相变材料固液相变储能过程的若干最新研究进行了回顾,从相变储能系统的动态性能和典型的凝固、熔化传热过程两方面总结了相关研究的进展,并重点评述了数值模拟研究中纳米复合相变材料有效热物性预测方法的适用性及其与实验结果之间的偏差,最后对纳米复合相变材料固液相变储能过程的未来发展和重点研究方向进行了展望。     

组合相变材料储热系统的储热速率研究

建立了组合式柱内封装相变材料熔化－固化循环相变储热系统的物理模型,用有限差分法进行了数值模拟求解。结果表明,与采用单一相变材料的传统储热系统相比,在给定相变材料组合方式和传热流体进口温度条件下,传热流体流量存在最佳值;选用三种石蜡作用相变材料和水作传热流体的模拟计算结果表明,相变速率可提高１５％￣２５％左右。     

固—液相变蓄热强化传热的实验研究

石蜡是良好的盯变蓄热材料（ＰＣＭ）,没有相分离和过冷现象。本文描述了以石蜡为蓄热材料,对单盘管和双盘管蓄热器进行的蓄、放热实验研究。结果表明：在类似的实验条件下,双盘管蓄热器增加了７０％传热面积,可以将一个蓄／放热循环的时间减少到大约为单盘管蓄热器的１／３。     

双翅片矩形相变储能单元蓄热性能实验研究

以双翅片矩形相变储能单元为研究对象,开展不同边界温度下（50℃、55℃、64℃、69℃、73℃）相变材料熔化过程的可视化实验,通过观察相变材料固液相变界面、温度和液相率变化分析储能单元内相变材料的熔化行为和传热规律,探究不同边界温度对储能单元蓄热性能的影响。研究表明：熔化后期储能单元内出现的熔化死角极大延长了蓄热时间,熔化死角用时比均大于30%;边界温度增加,固液相界面形状无明显变化,相变材料内温度分布及变化趋势相似,但固液相界面演化进程加快,自然对流加强,相变材料内温度分布不均匀性最大增加60%,相变温度最大增加2.9℃;边界温度从50℃提高至73℃时,完全熔化时间缩短510 min,且边界温度越低时(Fo)/(Ste)越大,表明在边界温度较低时,增加边界温度对相变材料的强化传热效果更明显。     

铝硅合金用作相变储热材料的研究

本文针对铝合金相变储热材料（ＰＣＭ）的高温氧性能、热循环特性以及与容器材料的相容性进行了实验研究。结果表明，铝硅合金由于相变潜热大，熔点适中，而且性能稳定，是一种较为理想的中高温相变储热材料。     

泡沫铜强化石蜡相变蓄热特性的数值分析

通过构建泡沫金属内固液相变传热模型,对方腔蓄热单元中泡沫铜强化石蜡相变蓄热特性进行数值分析。数值模型采用考虑泡沫金属真实结构的等效导热系数通用模型,并兼顾石蜡在融化前后与金属骨架之间的热非平衡效应。通过求解模型得到方腔内石蜡固液界面演化规律与温度分布,进而对蓄热过程进行火用分析。结果表明:当前数值模型能较好地预测泡沫铜内固液相变传热;泡沫铜显著改善了石蜡相变的空间均匀性,减小了蓄热区温度梯度,使蓄热速率和火用效率得到有效提高。     

基于Fluent的相变储能材料蓄放热过程的仿真分析

利用相变储能技术,把不连续的热量储存起来,实现能量的时间和空间的转移。相变材料是近年来新型的建筑材料,实际工程中对相变材料传热机理的研究存在一定困难。为了解决相变传热求解困难的问题,利用数值求解法对相变材料建立数学模型,基于Fluent软件对相变换热器的蓄放热过程的数值仿真,获得换热器中PCM的液相分数、温度场的分布状况,得出相变材料固液两相混合时,液态PCM逐渐增厚,从管内流体传到PCM的热流密度逐渐减小,使PCM的液体的熔化过程变慢。利用简易实验验证相变储能换热器的换热特性,为相变储能材料应用到实际工程中提供理论基础。     

具有设计导航功能的相变炉三维设计系统研发及应用

该设计系统在三维CAD设计软件的基础上,结合相变换热技术特点进行二次开发和集成创新,实现了相变锅炉（相变加热炉）理论计算、炉内结构预排布、三维设计验证、快速输出二维工程图“一气呵成”的设计过程。经过在数百台产品设计中使用验证,并经国家高新技术研究发展计划（863计划）课题验收,设计效率提高数十倍,设计差错率减低到1％以下,不存在人为制图错误,在相变锅炉专业生产制造企业及油田装备制造企业具有推广应用价值。     

相变热传导的计算

对相变材料进行相变传热分析，在其实际应用中具有重要的意义。但由于相变过程存在一个移动的边界面，因而相变传热的计算比之单纯热传导更为复杂。本文介绍了一种基于焓法的数值计算方法，它不用考虑相界面的移动，在相变传热的计算（尤其是多维计算）中，具有特殊的优越性。     

组合式相变材料蓄热系统中相变温度分布研究

建立了组合式相变材料蓄热系统物理模型，在忽略显热的假设条件下研究了相变温度呈线性分布的组合式相变材料蓄热系统传热特性，得出了最优线性相变温度分布，并采用考虑显热的数值计算（有限差分法）证实了理论分析得出的最优相变温度与实际相变温度分布几乎相同。