移動(dòng)式余熱利用系統(tǒng)蓄熱器數(shù)值模擬與優(yōu)化研究.pdf

1、工業(yè)部門(mén)每年都會(huì)產(chǎn)生大量的余熱和廢熱，不僅降低了能源的利用率，也加劇了我國(guó)的能源負(fù)擔(dān)。目前余熱回收利用呈現(xiàn)出能源雙重?fù)p失的現(xiàn)狀，一方面是大量的工業(yè)余熱資源沒(méi)有充分利用而被白白浪費(fèi)；另一方面是我國(guó)北方城鎮(zhèn)中有大部分區(qū)域沒(méi)有敷設(shè)集中供暖管網(wǎng)而依靠自備鍋爐來(lái)產(chǎn)生熱能。為了改善這些問(wèn)題，本文對(duì)移動(dòng)式余熱利用系統(tǒng)展開(kāi)了以下幾個(gè)方面的研究工作：
　　根據(jù)蓄熱材料的相變溫度、導(dǎo)熱系數(shù)、相變潛熱、經(jīng)濟(jì)性和安全性等因素，篩選了××公司生產(chǎn)的70＃相

2、變蓄熱球作為相變蓄熱材料；并采用差示掃描量熱法對(duì)其進(jìn)行測(cè)試分析，得到了相變材料的熔化點(diǎn)、凝固點(diǎn)以及相變潛熱值，為后文的仿真模擬提供數(shù)據(jù)參考。選用管殼式換熱器作為移動(dòng)式蓄熱系統(tǒng)的核心部件，運(yùn)用FLUENT軟件對(duì)其蓄熱和釋熱過(guò)程進(jìn)行仿真模擬。結(jié)果表明，當(dāng)相變蓄熱裝置充熱7小時(shí)后，內(nèi)部相變材料幾乎全部完成蓄熱，只有蓄熱器兩側(cè)以及底部相變材料出現(xiàn)“死區(qū)”，是蓄熱的主要瓶頸。
　　為了提高蓄放熱速率，破除蓄熱“瓶頸”，通過(guò)改變換熱管管徑尺寸

3、、布置方式和添加翅片的方法來(lái)強(qiáng)化換熱；并探討了直翅片、T字形翅片，以及翅片個(gè)數(shù)、高度、厚度和寬度對(duì)蓄熱性能的影響。結(jié)果表明，添加翅片不僅可以提高換熱效率，也會(huì)抑制自然對(duì)流作用；蓄放熱時(shí)間隨著翅片寬度、厚度、高度以及單根換熱管周向翅片數(shù)的增加，呈現(xiàn)不同程度的減少。
　　在參考移動(dòng)式蓄熱系統(tǒng)設(shè)計(jì)及數(shù)值模擬結(jié)果的基礎(chǔ)上，對(duì)實(shí)際應(yīng)用于天津××熱電廠余熱回收的移動(dòng)式蓄熱系統(tǒng)做了成本和收益估算，并從項(xiàng)目的可行性、經(jīng)濟(jì)性以及帶來(lái)的社會(huì)效益三個(gè)方