高温混凝土蓄热装置蓄热性能影响因素的研究

《高温混凝土蓄热装置蓄热性能影响因素的研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、高温混凝土蓄热装置蓄热性能影响因素的研究ResearchontheInfluencingFactorsoftheHeatStoringPerformanceoftheThermalStorageDevicewithHighTemperatureConcrete学科专业：供热、供燃气、通风及空调工程研究生：贾俊报指导教师：邢金城副教授天津大学环境科学与工程学院二零一五年十二月摘要蓄热系统是太阳能热发电技术开发应用中的关键环节，而蓄热装置是蓄热系统技术工作的重点。太阳能用混凝土蓄热凭借其良好的环保特性和节能空间，在国内外受到极大关注。国内外在高温混凝土的制备方

2、面进行了大量的研究，但在蓄热单元传热研究方面开展较少，尚存在不足。针对以上问题，对太阳能用混凝土蓄热开展探讨是一项既有理论价值，又有重要工程价值的课题。本文搭建了混凝土蓄热系统实验平台，对蓄热实验单元进行了温度场测试，利用模拟软件建立三维模型，并将实验数据与模拟数据进行对比，不断修正模型，最终结果表明实验值和模拟值的变化趋势基本保持一致，相对偏差不会超过9.66%，确定该模型可用于后续模拟分析。在此基础上，以混凝土作为蓄热介质，熔融盐作为传热介质，利用数值模拟对混凝土蓄热过程中的传热特性进行了分析。研究结果表明：当其他影响因素一定时，混凝土蓄热量随着进口流

3、速的增大而增大，但当流速增加到0.2m/s后，流速对混凝土蓄热量的影响越来越小；当其他影响因素一定时，混凝土蓄热量随着入口温度的升高、混凝土导热系数的增大而不断增大；当其他影响因素一定时，混凝土蓄热量在换热管管间距为100mm可达到较大值；当其他影响因素一定时，换热管管径增大，混凝土蓄热速率加快，总蓄热量减小，同时所需钢材量增加，从而增大了蓄热成本。本文借鉴了一种有效提高混凝土蓄热速率的间歇式蓄热方式，研究表明，间歇式的蓄热方式可以有效的减少混凝土蓄热模块的等效蓄热时间，本蓄热单元存在间歇时间最优值。论文还在原有的模型基础上进行强化传热的结构优化模拟，分析

4、了加不同结构肋片（环肋、直肋）对蓄热效果的影响。研究表明，肋片的加入使传热热阻减小、有效导热系数得以提高。其中环肋使得混凝土截面温度分布更加均匀，更有利于混凝土的长期使用。关键词：太阳能熔融盐数值模拟强化传热蓄热ABSTRACTThethermalstoragesystemisakeylinkinsolarthermaltechnologydevelopmentandapplication,andthethermalstoragedeviceisthekeyofthethermalstoragesystemtechnologywork.Solarenerg

5、ystoragewithhigh-temperatureconcrete,becauseofitsgoodenvironmentalcharacteristicandenergysavingspace,receivedgreatattentioninbothathomeandabroad.Internalandoverseas,agreatdealofresearchhasbeencarriedoutonthepreparationofhigh-temperatureconcrete,butresearchesforheattransferresearch

6、ofheatstorageunitarestillinsufficient.Inordertoresolvethisproblemmentionedabove,ithasboththeoreticalvalueandimportantengineeringvaluetocarryoutthediscussionofsolarenergystoragewithhightemperatureconcrete.Inthispaper,theexperimentplatformabouttheconcretestoragesystemwascarriedoutan

7、dthetemperaturefiledofthethermalstorageunitwastested.Numericalsimulationtechniqueshasbeenusedtostudytheheattransferprocessinthermalstorageofvariousfactorsontheimpactofconcreteusingathreedimensionalmodeltosimulatethesituation.Theobtainedresultshaveacomparisonwithexperimentaldatatov

8、erifythecorrectnessofthemodel.The