学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

叶形扁通道内翅片管蓄冷器传热性能研究

作　者: 邱美苓
导　师: 李晓燕
学　校: 哈尔滨商业大学
专　业: 制冷及低温工程
关键词: 翅片管强化传热蓄冷器
分类号: TB611
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 39次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载

内容摘要

.在制冷空调领域,常规空调应用相变蓄冷技术由于具有直接利用原有制冷机组及空调系统、蓄冷设备的体积小、冷损失小、制冷机COP值大等优点越来越受到人们的关注,对相变材料也提出了更高的要求,相变潜热大、成本低廉、热效率高是相变材料发展的主要方向。有机材料因具有不过冷、不层析的特点已经成为研究的热点。然而,由于有机类相变材料的导热系数往往较小,相变材料在传热表面的凝固层增加了热阻,使蓄冷和释冷过程恶化,从而降低了蓄冷系统蓄冷和释冷的速率。这一缺点限制了它的应用和发展。因此,提高相变蓄冷系统的蓄冷和释冷速率和均匀性成为目前国内外研究的重点。在封装容器中添加翅片是既简单又实用的强化相变材料传热的方法。其主要特点是通过在传热表面扩大传热面积,换热面积增大的同时带来了传热系数的提高,达到了强化传热的目的。文中选择叶形扁通道内翅片管封装容器,通过数值计算结合实验,研究了该内翅片蓄冷管的传热性能,主要研究工作和研究成果如下：(1)针对翅片管的结构特点和相变材料的传热特性,建立了内翅片蓄冷管的传热模型,通过数值计算的方法研究了叶形扁通道内翅片管的传热性能。着重分析了翅片对蓄冷和释冷过程的强化作用,研究了载冷剂温度对相变材料凝固和融化过程的影响,比较了翅片个数对相变材料强化传热效果的影响。计算结果表明,载冷剂温度对相变材料完全凝固和完全融化所用时间有较大影响；增加翅片个数能够强化相变材料的传热。(2)建立了常规空调用相变蓄冷器的传热模型,进行蓄冷系统蓄冷和释冷的动态模拟。研究了载冷剂进口温度、载冷剂流量、蓄冷器内翅片管的数目及初始温度对蓄冷和释冷过程的影响。模拟结果表明,载冷剂进口温度、蓄冷器内翅片管的数目及初始温度对蓄冷量和释冷量的影响较大；增加载冷剂的流量有助于换热并缩短蓄冷和释冷时间,但对蓄冷量和释冷量的影响不大。(3)建立相变蓄冷器的实验装置,对翅片管内相变材料的相变传热特性和蓄冷器的蓄冷和释冷性能进行实验研究。将数值计算结果和实验结果进行对比,结果显式数值计算结果和实验结果较为吻合,验证了数值计算的正确性。数值模拟和实验研究所得的结论对深入的理论研究和实际应用都有一定的指导作用,为常规空调应用相变蓄冷器的的结构设计、性能模拟及运行管理提供理论指导。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-11
1 绪论  11-16
  1.1 本文研究的目的和意义  11-12
  1.2 相变材料强化的研究进展  12-15
    1.2.1 添加高导热系数物质的强化传热  12-13
    1.2.2 封装壁面加装翅片强化传热  13-14
    1.2.3 相变材料强化传热研究现状总结  14-15
  1.3 本文主要工作内容  15-16
2 内翅片蓄冷管的传热过程数值分析  16-30
  2.1 相变材料的传热过程分析  16-17
  2.2 数学物理模型  17-21
    2.2.1 模型的描述  17-18
    2.2.2 模型的简化  18
    2.2.3 相变材料区域数学模型  18-20
    2.2.4 翅片传热数学模型  20-21
  2.3 模型的离散及求解  21-23
    2.3.1 模型的离散  21-22
    2.3.2 模拟计算的程序实现  22-23
  2.4 蓄冷过程计算结果分析  23-26
    2.4.1 相变材料凝固过程中径向温度分布  23
    2.4.2 载冷剂温度对凝固过程的影响  23-25
    2.4.3 翅片个数强化效果分析  25-26
  2.5 释冷过程计算结果分析  26-29
    2.5.1 相变材料融化过程中径向温度分布  26
    2.5.2 载冷剂温度对融化过程的影响  26-29
    2.5.3 翅片个数强化效果分析  29
  2.6 本章小结  29-30
3 空调用翅片管相变蓄冷器的数学模型  30-39
  3.1 蓄冷器内管束的布置方式  30-31
  3.2 模型的建立  31-33
    3.2.1 蓄冷器载冷剂侧模型的建立  31-33
    3.2.2 蓄冷器翅片管侧模型的建立  33
  3.3 离散方程的建立  33-38
    3.3.1 蓄冷器载冷剂侧的离散方程  33-34
    3.3.2 蓄冷器翅片管侧的离散方程  34-38
  3.4 本章小结  38-39
4 蓄冷器的动态模拟结果分析  39-55
  4.1 常规空调相变蓄冷系统的流程说明  39-40
    4.1.1 蓄冷过程流程说明  39
    4.1.2 释冷过程流程说明  39-40
  4.2 数学模型的求解  40-42
  4.3 蓄冷过程的模拟结果及讨论  42-50
    4.3.1 载冷剂的进口温度对蓄冷特性的影响  42-45
    4.3.2 载冷剂的流量度对蓄冷特性的影响  45-47
    4.3.3 蓄冷器内翅片管的数目对蓄冷特性的影响  47-49
    4.3.4 初始温度对蓄冷特性的影响  49-50
  4.4 释冷过程的模拟结果及讨论  50-54
    4.4.1 载冷剂进口温度对释冷特性的影响  50-52
    4.4.2 载冷剂流量对释冷特性的影响  52-53
    4.4.3 蓄冷器内翅片管的数目对释冷特性的影响  53-54
    4.4.4 初始温度对释冷特性的影响  54
  4.5 本章小结  54-55
5 蓄冷器蓄释冷性能的实验研究  55-64
  5.1 实验系统介绍  55-58
    5.1.1 制冷部分  55-56
    5.1.2 恒温水系统  56
    5.1.3 蓄冷器  56-57
    5.1.4 测量系统及数据采集系统  57
    5.1.5 其他部件  57-58
  5.2 实验方法与步骤  58-59
    5.2.1 蓄冷实验步骤  58
    5.2.2 释冷实验步骤  58-59
  5.3 实验数据的处理方法  59
  5.4 实验结果  59-63
    5.4.1 实验结果及讨论  59-62
    5.4.2 实验误差分析  62-63
  5.5 本章小结  63-64
结论  64-65
参考文献  65-69
攻读学位期间发表的学术论文  69-70
致谢  70

叶形扁通道内翅片管蓄冷器传热性能研究

内容摘要

全文目录

相似论文