《相變蓄熱技術的數值仿真及應用》是關于空間太陽能熱動力發(fā)電系統中相變蓄熱關鍵技術的專著，主要內容來源于編者帶領的研究團隊針對該領域開展長達20多年的系統研究所取得的研究成果，簡要介紹了相變蓄熱技術的發(fā)展過程和典型應用；系統扼要地介紹了空間太陽能熱動力發(fā)電系統總體方案、相變蓄熱技術在熱動力發(fā)電系統的關鍵部件吸熱蓄熱器的應用情況和關鍵問題；重點介紹了作者及其研究團隊在高溫相變蓄熱機理研究、相變蓄熱過程的數值仿真研究、相變蓄熱容器的強化傳熱研究、優(yōu)化設計及制造測試、地面相變蓄／放熱試驗、復合相變蓄熱材料的傳熱機理研究及優(yōu)化設計等方面研究內容。
第一章 緒論
1.1 相變蓄熱技術概述
1.1.1 熱能儲存的方式
1.1.2 相變蓄熱技術的發(fā)展過程
1.1.3 相變蓄熱材料的分類和選擇
1.2 相變蓄熱技術的典型應用
1.2.1 相變蓄熱在工業(yè)余熱回收中的應用
1.2.2 相變蓄熱在空調、供暖中的應用
1.2.3 相變蓄熱在建筑節(jié) 能領域的應用
1.2.4 相變蓄熱在航天領域的應用
1.3 空間太陽能熱動力發(fā)電系統
1.3.1 太陽能熱動力發(fā)電系統概述
1.3.2 吸熱蓄熱器概述及研究進展
1.3.3 相變蓄熱過程中空穴影響的研究進展
參考文獻
第二章 吸熱蓄熱器方案設計與研究
2.1 基本型吸熱器
2.1.1 技術指標與參數
2.1.2 總體方案設計
2.1.3 高溫相變蓄熱容器設計與研究
2.1.4 其他主要部件的結構設計
2.1.5 吸熱器裝配
2.2 熱管式吸熱器
2.2.1 技術指標及參數
2.2.2 總體方案設計
2.2.3 熱管單元管的設計與研究
2.2.4 其他部件的研究
2.3 組合相變材料吸熱器
2.3.1 組合相變材料吸熱器概念的提出
2.3.2 組合相變材料吸熱器的方案設計及計算實例
2.3.3 組合相變材料吸熱器中的組合PCM選擇
2.3.4 采用組合相變材料對吸熱器質量輕量化的意義
參考文獻
第三章 高溫相變蓄熱容器的數值仿真與分析
3.1 固液相變問題的解法與焓法模型
3.1.1 固液相變問題的解法概述
3.1.2 焓法模型數學描述
3.2 微重力條件下高溫相變蓄熱容器的二維熱分析
3.2.1 邊界條件與初始條件
3.2.2 PCM空穴模型
3.2.3 物理模型
3.2.4 控制方程的離散化與求解
3.2.5 計算結果分析
3.2.6 PCM容器熱應力分析
3.3 微重力條件下高溫相變蓄熱容器的三維熱分析
3.3.1 物理模型
3.3.2 數學模型
3.3.3 邊界條件與初始條件
3.3.4 PCM空穴模型
3.3.5 控制方程的離散化與求解
3.3.6 空穴體積變化的計算與處理
3.3.7 計算結果分析
3.4 重力條件下高溫相變蓄熱容器的熱分析
3.4.1 考慮自然對流的數學模型
3.4.2 方程的離散化
3.4.3 代數方程的求解
3.4.4 求解』、r一.s方程的SIMPI.E算法
3.4.5 對重力條件下相變蓄熱實驗的模擬計算與結果比較
參考文獻
第四章 蓄熱單元管的地面實驗研究與熱力學仿真
4.1 相變蓄熱容器的研制與實驗研究
4.1.1 相變蓄熱容器的設計制造
4.1.2 PCM熔化一凝固特性及物性測量實驗
4.1.3 PCM容器熱循環(huán)和相容性實驗
4.2 蓄熱單元管蓄熱性能地面模擬實驗
4.2.1 實驗系統設計
4.2.2 實驗方案設計
4.2.3 實驗結果分析
4.3 蓄熱單元管蓄熱過程數值仿真
4.3.1 物理模型
4.3.2 蓄熱單元管數學模型
4.3.3 離散方程求解
4.3.4 計算結果分析
參考文獻
第五章 填充泡沫金屬改善相變蓄熱過程的研究
5.1 泡沫金屬簡介
5.1.1 泡沫金屬的發(fā)展歷史
5.1.2 泡沫金屬的分類
5.1.3 泡沫金屬的制備方法
5.1.4 泡沫金屬的用途
5.2 泡沫金屬基CPcM有效熱導率的計算與分析
5.2.1 立體骨架式相分布模型
5.2.2 泡沫金屬基CPCM傳熱模型
5.2.3 有效熱導率的計算式
5.2.4 實例計算與校驗
5.2.5 結構參數對導熱性能的影響
5.3 蓄熱容器填充泡沫鎳的強化傳熱仿真計算
5.3.1 新型蓄熱容器的物理模型
5.3.2 數學模型
5.3.3 邊界條件與初始條件
5.3.4 計算結果與對比分析
5.4 填充泡沫金屬改善相變蓄熱過程的地面驗證實驗
5.4.1 新型蓄熱容器的設計制造
5.4.2 地面蓄放熱實驗
5.4.3 相變蓄熱容器內空穴分布的分析研究
參考文獻
附錄1 方形空腔內空氣的自然對流
附錄2 金屬鎵的熔化過程
附錄3 氟鹽類高溫固液相變材料選擇一覽表
附錄4 高溫合金容器材料選擇一覽表
附錄 參考文獻
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