能源危机和环境污染已经成为当今社会发展中面临的两大难题,开发利用可再生能源和工业废热对节能和环保具有很重要的现实意义。沸石-水储能系统通过沸石-水的吸附/脱附能够实现能量的存储与利用,这对于解决太阳能与工业废热在供求时间上的不一致问题,具有重要的实用价值。本文在已有研究的基础上,对人工沸石床的吸附传热传质过程进行了数值模拟,并对主要影响因素进行了分析。 本文通过对国内外固体吸附式储能研究现状及进展的综述分析,确定以沸石床吸附储热性能的数值模拟与分析作为主要研究内容。根据13X沸石-水吸附床的传热传质机理,采用线性驱动力方程作为吸附速率方程,对沸石吸附床建立了二维多孔介质常物性非等温吸附数学模型。然后利用Fluent软件对该数学模型进行数值计算,分析床体入口气流速度、湿度及各种参数变化对床层吸附特性的影响,发现入口气流速度、湿度、床层初始湿度等参数对床体温度分布的影响较大；其他条件相同时,入口气流速度或湿度越大,床层温度越高,温度峰值持续时间越短。进而将计算结果与实验数据进行对比得到比较一致的变化,并考虑部分物性参数随温度的变化,采用变物性计算时模型更为准确。最后,利用改进的模型模拟了气流不同进口速度、湿度,床层孔隙率,壁面热力条件及床体直径、长度对吸附床的储热性能的影响,并计算出13X沸石的有效储热密度为644kJ/(kg干沸石),采用太阳能沸石床装置向建筑物供热时,需要沸石量为2kg/m2,每日可节约0.73kWh/m2的能量。