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熔融盐物性精度对传热特性影响分析及粘度推算

作　者: 杨进学
导　师: 郭航
学　校: 北京工业大学
专　业: 制冷及低温工程
关键词: 太阳能热发电熔融盐热物性对应态原理硬球模型
分类号: TK124
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要

太阳能热发电技术以其清洁性、经济性、可再生性备受人们关注，其中传热蓄热技术是其关键技术之一，而熔盐因其可使用温度范围宽、热容量大、低成本等诸多优点成为当前最具潜力的传热蓄热介质，由于熔融盐热物性与熔融盐传热蓄热过程密切相关，因此对熔融盐热物性的深入研究具有相当重要的意义。本文首先利用函数误差理论，从各种传热条件下的经典换热公式出发，分别计算了对传热性能影响+10%和-10%时各热物性的误差值，并在归纳和总结了现有文献中所有已发表的熔融盐热物性数据之后，结合众多热物性数据的误差分析，确定热物性数据对传热性能计算的影响程度。结果表明，综合各种热物性对传热性能计算的影响和各种热物性数据的误差来看，相比于密度和比热，粘度和导热系数数据对传热性能计算更有影响。这一结论为后续热物性的研究指明了方向。基于上述结论，本文将形状因子对应态原理应用到无机熔融盐的粘度估算之中。通过参考流体的确定和保形参数的计算，建立了完整的纯质熔融卤化盐粘度估算模型，并对八种纯质熔融卤化盐进行了自熔点以上150K-300K范围内的粘度估算，取得了满意的结果，其中，各卤化盐的粘度估算值与文献值的最大偏差不大于13.8%，平均偏差不大于6.7%。本文还开展了利用平滑硬球模型预测纯质熔融盐粘度的研究。基于分子动力学原理，利用平滑硬球模型的相关理论，建立了一套适合于纯质氯化盐的粘度推算模型，并依据此模型对包括六种氯化盐进行了广泛温度范围内的粘度推算，与文献数据比较显示，六种氯化盐的最大偏差为17.945%，平均偏差在12%以内。本文所取得的研究结果为熔融盐提供了基础物性理论支撑。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-8
符号表  8-11
第1章绪论  11-37
  1.1 课题背景及意义  11-14
    1.1.1 本课题的研究背景  11-13
    1.1.2 本选题的研究意义  13-14
  1.2 熔融盐传热蓄热介质研究现状  14-35
    1.2.1 熔融盐传热蓄热介质的高温传热蓄热技术研究现状  14-15
    1.2.2 熔融盐传热蓄热介质的热物性研究现状  15-35
  1.3 本课题的研究内容及目标  35-37
第2章热物性数据精度对各流态下熔融盐传热性能的影响  37-47
  2.1 函数误差理论及现有的热物性数据的误差分析  37-39
    2.1.1 函数系统误差计算方法  37-38
    2.1.2 现有的热物性数据的误差  38-39
  2.2 热物性对熔融盐各流态下传热性能的影响  39-45
    2.2.1 各热物性对熔融盐传热性能灵敏度的计算方法  39-41
    2.2.2 各热物性对熔融盐传热性能灵敏度的计算结果及分析  41-45
  2.3 本章小结  45-47
第3章应用形状因子对应态原理估算熔融卤化盐粘度  47-57
  3.1 对应态原理及其应用介绍  47-49
    3.1.1 对应态原理的基本概念  47-48
    3.1.2 对应态原理的应用方法  48-49
  3.2 形状因子对应态熔融盐粘度估算模型的建立  49-51
  3.3 熔融卤化盐的粘度估算  51-55
    3.3.1 对应态原理的应用方法  51-52
    3.3.2 粘度估算结果及分析  52-55
  3.4 本章小结  55-57
第4章基于平滑硬球理论的纯质熔融氯化盐粘度推算  57-67
  4.1 分子动力学与硬球模型  57-59
    4.1.1 分子动力学中液体粘度的估算  57-58
    4.1.2 物性推算领域中的硬球理论介绍  58-59
  4.2 基于平滑硬球理论的纯质熔融氯化盐粘度推算模型的建立  59-60
  4.3 纯质熔融氯化盐的粘度推算结果及分析  60-65
    4.3.1 纯质熔融氯化盐和硝酸盐密度通用公式的拟合  60-63
    4.3.2 纯质熔融氯化盐的粘度推算  63-65
  4.4 本章小结  65-67
结论  67-69
附录  69-81
参考文献  81-87
攻读学位期间发表的学术论文  87-89
致谢  89

熔融盐物性精度对传热特性影响分析及粘度推算

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