近年來,熱能儲存(TES)在高效熱能利用方面取得了重大進(jìn)展,在工程實踐中的應(yīng)用范圍十分廣泛,解決了能源供需矛盾。隨著可再生能源在熱能系統(tǒng)中地位的不斷提升,TES技術(shù)的重要性也在急劇增加。在目前的蓄熱方式中,潛熱儲能技術(shù)由于具有節(jié)約能效和能量密度高的顯著優(yōu)勢,引起了研究人員的極大關(guān)注。與顯熱儲能系統(tǒng)相比,潛熱儲能系統(tǒng)具有更小的重量和體積,使得其在工程實踐應(yīng)用中的成本相對較低,但幾乎所有純相變材料都存在著導(dǎo)熱系數(shù)較低的缺點。因此,提高相變儲熱材料的導(dǎo)熱系數(shù)和相變儲熱系統(tǒng)的換熱效率是相變儲熱應(yīng)用的主要問題之一。在可再生能源利用領(lǐng)域,潛熱式儲熱系統(tǒng)由于成本較低和溫度可控的優(yōu)勢已經(jīng)成為未來蓄熱技術(shù)研究的重點方向。因此,對相變材料性能提升及潛熱蓄熱單元的優(yōu)化設(shè)計具有重大的研究價值。本文基于Kriging代理模型方法,研究了相變儲熱模型的結(jié)構(gòu)設(shè)計對系統(tǒng)熱性能的影響。首先介紹了Kriging代理模型的數(shù)學(xué)原理以及留一法交叉驗證方法,以此作為該數(shù)學(xué)方法與儲熱模型相結(jié)合的方案可行性與計算準(zhǔn)確性的依據(jù)。本文從儲熱系統(tǒng)內(nèi)環(huán)繞換熱管道的環(huán)形肋片結(jié)構(gòu)出發(fā),在肋片上設(shè)計多個圓柱形孔用來提升對流換熱效果。首先對其內(nèi)部柱...

【文章頁數(shù)】：91 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 課題背景和研究意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 復(fù)合相變材料導(dǎo)熱系數(shù)增強
        1.2.2 蓄熱單元結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計
    1.3 主要研究內(nèi)容
第2章 相變儲熱系統(tǒng)換熱的數(shù)值計算方法
    2.1 石蠟融化模型
        2.1.1 控制方程
        2.1.2 模型計算軟件介紹
    2.2 Kriging代理模型
        2.2.1 Kriging插值方法介紹
        2.2.2 Kriging插值方法驗證
    2.3 正交試驗設(shè)計
        2.3.1 正交試驗設(shè)計方法介紹
        2.3.2 模型柱狀孔結(jié)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化的正交試驗設(shè)計
        2.3.3 模型凸臺結(jié)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化的正交試驗設(shè)計
    2.4 本章小結(jié)
第3章 柱狀孔結(jié)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化分析與確定
    3.1 儲熱系統(tǒng)物理模型
        3.1.1 結(jié)構(gòu)設(shè)計
        3.1.2 網(wǎng)格劃分
    3.2 數(shù)值仿真計算
        3.2.1 數(shù)值計算方法
        3.2.2 模型正確性驗證
    3.3 模型誤差計算分析
    3.4 儲熱系統(tǒng)優(yōu)化結(jié)果及性能分析
        3.4.1 模型融化規(guī)律對比分析
        3.4.2 內(nèi)置柱狀孔數(shù)量對儲熱性能的影響
        3.4.3 內(nèi)置柱狀孔位置對儲熱性能的影響
        3.4.4 液相云圖分析對比
        3.4.5 速度云圖分析對比
        3.4.6 漩渦結(jié)構(gòu)分析對比
    3.5 本章小結(jié)
第4章 儲熱模型參數(shù)優(yōu)化研究
    4.1 儲熱系統(tǒng)物理模型
        4.1.1 結(jié)構(gòu)設(shè)計
        4.1.2 網(wǎng)格劃分
    4.2 模型誤差計算及準(zhǔn)確性驗證
        4.2.1 留一法誤差計算
        4.2.2 Kriging代理模型準(zhǔn)確性驗證
    4.3 儲熱系統(tǒng)參數(shù)優(yōu)化分析
        4.3.1 模型融化規(guī)律對比分析
        4.3.2 凸臺結(jié)構(gòu)數(shù)量對儲熱性能的影響
        4.3.3 速度云圖對比分析
        4.3.4 溫度云圖對比分析
    4.4 工況對系統(tǒng)性能影響分析
        4.4.1 換熱管道入口流速影響
        4.4.2 換熱管道入口溫度影響
    4.5 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及其它成果
致謝



本文編號：4048089