固體電蓄熱裝置的傳熱特性研究.pdf

1、隨著我國風力發(fā)電規(guī)模的逐步擴大，并網(wǎng)和消納問題已成為制約其持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展的最重要因素，導致平均利用小時數(shù)大幅降低，嚴重影響風力發(fā)電運行的經(jīng)濟性。針對以上難題，近年來國內(nèi)外一些科研機構提出一種固體電蓄熱技術，該技術能夠利用風電場的“棄風”電能或常規(guī)低谷電能，通過相應的蓄熱裝置轉(zhuǎn)化成較高溫度的顯熱能儲存，可應用于冬季熱用戶采暖或進行其他熱能利用，從而在一定程度上解決了由于風電場限電導致的大規(guī)模能源損失問題。在實行峰谷電價的地區(qū)，該技術可通過高

2、溫蓄熱節(jié)約系統(tǒng)運行費用，同時克服了傳統(tǒng)水蓄熱存在的一系列缺陷。
　　本文深入研究了固體電蓄熱技術理論及其裝置的熱工特性。首先，確立了固體電蓄熱裝置的蓄熱材料及其結構形式。以蓄熱單元作為研究對象，在合理簡化的基礎上對其進行數(shù)學建模，結合貝塞爾方程的有關性質(zhì)并采用分離變量法，得到均勻初始溫度下蓄熱單元傳熱過程的溫度場解析解。分別對三種不同工況的熱過程進行模擬分析，并做出相關結構參數(shù)與運行參數(shù)的影響研究。
　　基于以上溫度場解析解

3、，對蓄熱單元在非均勻初始溫度下的不同工況組合情況進行分類，并將初始溫度條件進行積分平均近似處理，進而分別求得溫度場理論解表達式。選取一典型周期模擬了不同初始和邊界條件組合連續(xù)作用下的運行過程，得到不同時刻與相對位置的蓄熱單元溫度場及其相關熱量參數(shù)的變化特性。
　　最后，針對固體電蓄熱裝置整體建立了蓄熱單元棒簇與取熱流體之間熱過程的數(shù)學模型，通過分析各項數(shù)量級對微分方程進行了簡化處理，求解出取熱流體以及單排蓄熱棒簇外表面的溫度場分布