热管辅助的太阳能沉浸式套管吸附床蓄放热特性数值研究

来源 :北京交通大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:facekr
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
吸附蓄热技术是目前正在进行大量的研究和开发的一项新技术,是一种新型能源利用方式。与显热蓄热和潜热蓄热相比,吸附蓄热能够更便捷、更紧凑、更高效地储存能量,即使储能时间较长,热损失也可忽略不计,且储存能量密度较高。吸附蓄热采用吸附工质对在吸附/脱附交替循环过程中进行能量储存和转化,实现太阳能、工业废热余热等能量的储存。传统的低温储热罐大多采用液体显热储热方式,储热密度较低。为了提高储能密度和改善蓄/放热性能,将小型吸附床作为储热罐组件浸入储热液体中实现混合蓄热是一种有潜力的解决方案。论文提出了一种将热管(HP)与沉浸式套管吸附床(IAA)相结合的新型吸附床结构(简称IAA+HPs)。利用基于计算流体动力学(CFD)方法来模拟IAA+HPs的脱附/吸附(蓄热/放热)过程,将多孔介质模型与热管集总热阻网络模型相结合,选择硅胶/水作为吸附工质对,液态水作为换热流体。主要研究了吸附床温度、单位脱附/吸附量、蓄/放热量以及能量密度的变化规律,并针对不同导热系数、热管耦合长度、热管数量、布置方式等参数对吸附床蓄/放热特性的影响进行了仿真分析。在脱附过程中,IAA+HPs能够加快脱附传热速率,吸附质蒸汽能够快速从硅胶颗粒中脱附出来,脱附时能够短时间内获得较大的蓄热量和较高的能量密度,相较于IAA而言,IAA+HPs的蓄热时间可缩短67.58%,有利于促进脱附过程的进行。当导热系数从0.175 W/(m·K)增加到1.400 W/(m·K)时,脱附过程蓄热时间分别缩短了33.33%、58.33%、75.00%。增加热管的耦合长度,脱附过程蓄热时间分别缩短了57.70%、67.58%、75.68%,而增加热管的数量同样能够提高蓄热量以及能量密度的大小,但影响较小。三种热管布置方式下的平均脱附温度和蓄热量差异较小,想要促进脱附过程的进行,通过改变热管的布置方式这一方法并不理想。IAA+HPs达到同一平均脱附温度的时间随IAA长度的增加而变短,蓄热量随IAA长度的增加而增大,选择大长度小直径的IAA能够脱附时在短时间内更大的蓄热和更高的能量密度。在吸附过程中,耦合热管加快了吸附传热速率,IAA+HPs吸附水蒸气放出的热量得以快速传递出去,保持一个较低的床层温度,单位吸附量相对较大,促进吸附放热和热量的传递。当导热系数从0.175 W/(m·K)增加到1.400 W/(m·K)时,吸附过程进行到3600 s时能量密度分别增加了12.54%、18.40%、24.13%。提高吸附剂的导热系数不仅能够促进吸附剂硅胶吸附水蒸气,而且能够使得热量得以快速传递出去,有利于吸附过程的进行。随着热管的耦合长度的增加,能量密度也随之增大。热管耦合长度的增加,有利于促进热量的传递和吸附过程的进行。增加热管的数量同样能够促进热量的传递和吸附过程的进行,但作用有限。三种热管布置方式下的平均温度和放热量差异较小,即想要促进吸附过程的进行,传递更多热量,通过改变热管的布置方式这一方法并不理想。随IAA长度的增加,IAA+HPs平均吸附温度先降低后升高,放热量先增大后减小。因此需要寻找一组IAA最佳结构尺寸参数,同时促进脱附/吸附过程的进行。
其他文献
2022年我国将要举办北京冬奥会,给冬奥会运动项目的发展带来了很好的契机,其中冰球运动也有了更好的发展机遇。当前针对我国冰球运动的发展现状以及国外冰球发达国家对于这项运动的重视程度而言,我国要想在2022年冬奥会上取得冰球运动项目的不错成绩,不仅需要结合当前国内冰球运动的发展现状,还需要从地区自身优势出发。我国虽然地大物博,但是适合冰球运动发展的主要还是东北三省地区,其中黑龙江作为我国冰球运动发展
相位敏感光时域反射计(Phase-Sensitive Optical Time Domain Reflectometer,Φ-OTDR)具备高灵敏度、高空间分辨率、监测距离长且可多点定位等优点,被广泛应用到长周界安防和管道监控等诸多领域。但基于Φ-OTDR的长距离安全监测系统普遍存在误报率高以及实时性差等问题,本论文将理论与实验相结合,以提升Φ-OTDR系统对扰动信号识别精度、降低误报率以及提高信
随着城市地铁建设与运营的蓬勃发展,已建成地铁隧道在运营过程中出现的沉降问题也越来越多,严重影响了运营安全,尤其是软土地层中修建的隧道,盾构施工期建设对地层的扰动作用将通过长达数年的时间进行固结和次固结沉降。但是对于软土地层中修建盾构隧道引起的地层和隧道的隆起和沉降,大部分学者通常将工后沉降和固结沉降分开考虑,鲜有学者将其看作一个整体,考虑运营长时间后的沉降状态。本文将长期沉降定义为工后沉降、固结期
基于视觉的同时定位与建图(Simultaneous Localization and Mapping,SLAM)是指由相机传感器获取的图像来确定机器人本身在环境中的位置,同时对所处的环境进行建图。传统的视觉SLAM技术主要包括特征点法和直接法,已经发展出较为成熟的技术框架。然而传统方法严重依赖图像特征,当实际情况中存在运动模糊、光照变化、动态物体的时候,算法非常容易失效。随着深度学习的不断发展,图
近年来,随着我国信息科技的飞速发展,光纤传感技术在众多领域中得以应用,推动了许多行业的发展,发展前景十分广阔。受激布里渊散射(Stimulated Brillouin Scattering,SBS)是光纤中一种重要的非线性效应,在光纤传感器、光纤激光器等方面具有广阔的应用价值。目前针对SBS的研究主要集中在抑制SBS效应以减少其对系统的影响以及利用SBS效应实现分布式光纤传感两个方面。本文基于表征
作为城市居民最主要的出行方式之一,城市轨道交通承担了市内大量通勤客流的输送。对于连接市中心区和远郊地区的放射型城市轨道交通线路,“职住分离”现象常导致线路高峰时段内客流出行呈现明显的潮汐特性,线路上、下行方向客流呈现出明显的不均衡性。既有的列车成对运输组织模式不能很好的适用于上述客流特征,会导致主客流方向列车过度拥挤而非主客流方向运能浪费等问题。本论文首先阐述了列车不成对运输组织模式的内涵和实现方
随着我国建筑行业工业化进程日趋深入,在政府政策红利的大力扶持下,近年来装配式建筑的发展愈发迅猛。同时因装配式建筑构件设计难度大,对设计施工一体化的要求较高,往往选用EPC总承包管理模式。但装配式建筑生产模式同传统建筑物的业务流程和生产关系大不相同,新添多类组织界面,在总承包管理模式下应重视组织界面管理的问题。目前在总承包管理模式下,装配式建筑建设过程中更关注技术质量问题而弱化管理层面的作用,组织界
自2009年谷歌公司宣布开始自动驾驶技术布局以来,自动驾驶技术受到各国政府和企业的高度重视。2019年以来,我国主动布局自动驾驶发展策略,出台一系列相关政策文件大力驱动自动驾驶技术的发展。不同于欧美国家单车智能的发展路线,我国结合新基建的强大优势,以车路协同发展为依据,以期实现自动驾驶技术落地。然而,实现自动驾驶的普及仍然非常遥远,人机混驾将长期存在。本文从自动驾驶的发展趋势出发,分析了自动驾驶技
随着我国城市化进程的快速发展,城市(群)综合交通规划建设逐渐兴起并且进入了高速发展阶段。城市(群)轨道交通作为满足城镇间密切交流和维持城市内居民出行的骨干交通工具,是城市(群)综合交通系统中密不可缺的核心部分。对城市(群)轨道交通通过能力进行深入研究能够优化城市(群)轨道交通资源配置,协助管理者改善运营方案,缓解轨道交通供需矛盾,具有深远的研究价值并产生巨大的社会效益。城际铁路相较于高速铁路而言具
自动化系统能力的提高给月球车人机协作带来了新的挑战,为了开发支持这种协作安全有效进行的人-自动化系统、提高协同作业效能,有必要针对月球车人-自动化协同任务效能的影响因素开展研究。本文识别了影响月球车人-自动化协同任务效能的人因设计要素,研究了设计要素对协同任务效能的影响程度,并且筛选了关键设计要素。本文完成的主要工作如下:(1)识别了月球车人-自动化协同任务效能的影响因素和评估指标。开展了月球车人