学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

气固反应热变温器热力学性能分析及实验研究

作　者: 余吟清
导　师: 吴静怡；张鹏
学　校: 上海交通大学
专　业: 制冷与低温工程
关键词: 气固反应热变温器热力学性能小型实验台数值模拟火用—经济性分析
分类号: TQ052
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
下　载: 82次
引　用: 1次
阅　读: 论文下载

内容摘要

气固反应热变温器可以有效地提高低品位热源的温度,实现太阳能等新能源的开发利用和工业余热的再利用,对于解决能源供求矛盾意义重大。其利用可逆气固合成、分解反应压力不同时对应的不同反应温度来实现低品位热能向高品位热能的转换。与其它热变温系统相比,气固反应热变温器具有储热容量大,工作温区广,反应物和反应产物储存时间长,热损失小等优点。此外,系统所使用的气固反应天然工质对环境无污染。但目前气固反应热变温器还存在着诸如化学反应机理尚不清晰,系统安全要求高,工作效率较低,初期投资大等急需解决的理论和实际问题。这些问题限制了气固反应热变温器在工程上的进一步应用。本文围绕气固反应热变温器,分析了各一级、二级循环的热力学性能,得到了不同系统设计要求下最合适的系统;通过搭建的小型实验台,测量了不同输入热源温度下小型气固反应热变温器的温升特性,计算了单位质量吸附剂的供热功率,从而验证了气固反应热变温器的可行性,并对不同充注状态对系统性能的影响进行了简单的探讨;通过对气固反应腔的物理建模,结合能量平衡方程、气固反应速率方程、反应平衡等式、理想气体状态方程等,数值模拟了反应腔内部的温度变化,模拟结果与实验符合得比较好;通过对一级气固反应热变温器不可逆准四热源模型的火用—经济性分析,得到了影响火用—经济性能的因素,计算了包含火用—经济目标函数在内的一些重要参数的优化边界以确定优化运行区域,从而为大型系统样机的建立奠定了理论和实验的基础。

全文目录

摘要  3-5
ABSTRACT  5-9
第一章绪论  9-23
  1.1 课题的研究目的  9-10
  1.2 气固反应热变温器研究现状  10-21
    1.2.1 循环方式研究概况  10-17
    1.2.2 气固反应工质对的研究概况  17-20
    1.2.3 应用研究概况  20-21
  1.3 本文的主要工作  21-22
  1.4 本章小结  22-23
第二章气固反应热变温循环热力学分析  23-32
  2.1 循环简介  23
  2.2 工质对选择  23-24
  2.3 循环性能参数  24-26
  2.4 热力学分析结果与讨论  26-30
  2.5 本章小结  30-32
第三章小型气固反应热变温器温升实验研究  32-43
  3.1 实验台介绍  32-35
  3.2 恒温油浴-绝热套温升实验  35-42
    3.2.1 实验方法  35
    3.2.2 数据处理方法  35-37
    3.2.3 CaCl_2(8/4) / MnCl_2(6/2) / NH_3 为工质对的恒温油浴-绝热套温升实验  37-40
    3.2.4 CaCl_2(4/2) / MnCl_2(6/2) / NH_3为工质对的对比实验  40-42
  3.3 本章小结  42-43
第四章小型气固反应热变温器模拟研究  43-51
  4.1 模拟方法  43
  4.2 模型的建立  43-45
    4.2.1 物理模型  43-44
    4.2.2 数学模型  44-45
  4.3 模型赋值与计算  45-48
  4.4 实验结果与模拟结果比较及分析  48-50
  4.5 本章小结  50-51
第五章不可逆气固反应热变温器有限时间火用—经济分析  51-65
  5.1 有限时间热力学分析的可行性  51-52
  5.2 不可逆准四热源模型  52-54
  5.3 火用—经济目标函数  54-62
    5.3.1 火用—经济目标函数的定义  54-56
    5.3.2 火用—经济目标函数的影响因素  56-62
  5.4 运行区域优化  62-63
  5.5 本章小结  63-65
第六章总结与展望  65-67
参考文献  67-71
致谢  71-72
攻读硕士学位期间发表的论文  72-73
附录  73-81

气固反应热变温器热力学性能分析及实验研究

内容摘要

全文目录

相似论文