基本信息
- 项目名称：
- 低温相变材料蓄冷特性的数值模拟与实验研究
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 能源化工
- 大类：
- 自然科学类学术论文
- 简介：
- 目前，众多学者对相变蓄能材料蓄冷特性进行了大量的研究，但现有研究大多集中于水蓄冷、冰蓄冷、气体水合物、石蜡等蓄能方向，而对于建筑蓄冷常用的水合盐体系蓄冷特性的研究尚很缺乏。 本课题旨在为揭示低温相变储能材料蓄冷特性提供理论参考，研究水盐二元体系蓄冷过程的动态变化规律及影响因素，为建筑相变蓄能材料的制备及性能研究提供技术支持。
- 详细介绍：
- 能源与环境问题成为世界关注的两大热点问题。在能源日趋紧张的背景下，开展可再生能源、新能源的研究势在必行。相变蓄能技术是近年来研究发展的一种新型节能方式，成为能源与材料领域研究的热点问题。建筑领域开展相变蓄能的研究对于有效利用能源，降低建筑能耗，节省运行费用，提高建筑热舒适度，减少环境污染和温室气体排放具有重要意义。 目前，国内外学者对建筑相变蓄能材料的蓄冷特性进行了大量的研究，但...(查看更多)
作品专业信息
撰写目的和基本思路
- 研究目的： 本课题旨在为揭示低温相变储能材料蓄冷特性机理提供理论参考，建立水盐二元体系蓄冷过程的动态模型，构造求解控制方程组的基本思想和CFD模拟方法；掌握相变过程中蓄冷材料内部温度场、流场及液相的分布规律。 研究思路： 本课题以低温相变蓄冷材料水盐二元体系为研究对象，采用理论分析与实验测试相结合的方法。模拟出相变过程中蓄冷材料内部温度场、速度场的变化规律。
科学性、先进性及独特之处
- 创新点： (1) 本课题基于混合物理论，建立连续介质模型，数值分析了二元共晶盐体系蓄冷动态特性，得出其过程变化影响，从机理上揭示了低温相变蓄冷材料蓄冷过程影响规律。 (2) 掌握了蓄冷容器内温度场、最大温差和相变材料的份额的动态规律；揭示了蓄冷介质物性与边界条件等对蓄冷过程的影响机理；掌握了固液界面变化规律。 (3) 采用Fluent软件模拟水盐溶液体系相变凝固过程。
应用价值和现实意义
- 应用价值： 1）减少电力设备的初投资； 2）最大限度地节省空调系统运行费用； 3）减少烟尘和二氧化碳的排放； 4）延长其使用寿命。 适宜场合： 1）商场、宾馆、饭店、写字楼、办公楼等； 2）体育馆、展览馆、影剧院等； 3）电子、制药、化工、食品加工等； 4）校园、商业区、办公区、高档社区等；
学术论文摘要
- 本课题旨在为揭示低温相变储能材料蓄冷特性提供理论参考，研究水盐二元体系蓄冷过程的动态变化规律及影响因素，为建筑相变蓄能材料的制备及性能研究提供技术支持。 建立了低温相变蓄冷台，以不同水合盐材料为测试对象，测量了相变凝固过程中体系的动态温度场。实验结果和数值结果吻合较好，证明了数学模型的可行性，数值计算结果能够预测蓄冷过程中温度场、流场及液相分布的变化及其传热传质过程。 主要研究结...(查看更多)
获奖情况
- 本作品的阶段性成果在HVAC、A. and C. Engineering及国际暖通空调学术会议等发表，目录如下： [1] Wei Cai, Xubo Yu, Danjun Wang, Linlin Gong, Jie Yang. Comparison of Thermal Storage Air Conditioning for High-rise Buildings in T...(查看更多)
鉴定结果
- 情况属实
参考文献
- [1] 刘玉东. 纳米复合低温相变蓄冷材料的制备及热物性研究[D]. 重庆：重庆大学博士论文，2005. [2] 臧建彬，何淑静. 低共熔冰过冷问题的研究[J]. 制冷,2002,21(1):1-5. [3] 白博峰，李恒，苏燕兵，等. 矩形腔内纯水凝固过程实验研究[J]. 工程热物理学报，2007, 28(3): 435-438. [4] 王志峰，王德芳. 二元固液相变过程的三...(查看更多)
同类课题研究水平概述
- 国内外学者对相变蓄能材料的蓄冷特性进行了大量的研究，大多集中于水蓄冷、冰蓄冷、气体水合物蓄冷方向的研究，而对于水盐体系蓄冷过程的研究较少。主要概括为以下几个方面： (1) 相变蓄冷材料热物性的研究 相变蓄冷材料的热物性是相变蓄能研究关注的焦点问题之一。聂光华等研究了相变储热材料水合盐热导率的测定方法，提出了用热敏电阻测量热导率，并对低熔点固体和液体的热导率进行测定。刘玉东采用分散...(查看更多)
