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文檔簡介
1、跨季節(jié)儲熱技術中,水合鹽熱化學吸附具有儲熱密度高、長周期存儲無熱損、清潔環(huán)保、成本低廉等優(yōu)勢,逐漸成為國內外儲熱領域的研究熱點。本文對基于水合鹽熱化學吸附的跨季節(jié)儲熱技術的發(fā)展進行了深入調研,對比分析不同水合鹽儲熱材料的儲熱特性和反應器選型的優(yōu)劣。由于低溫運行條件下,儲熱材料MgCl2·6H2O表現(xiàn)出優(yōu)良的反應性能,結合本文數(shù)值模擬的需求,選擇以MgCl2·6H2O顆粒材料構成的堆積床反應器作為模擬對象。
針對MgCl2·6H
2、2O堆積床反應器中固體顆粒吸附劑表面發(fā)生的熱化學儲熱過程進行理論建模,建立與熱化學反應耦合的多孔介質多尺度傳輸理論模型,闡明反應器內多尺度熱質傳輸規(guī)律及與熱化學動力性能的作用機制。
采用計算流體力學軟件FLUENT對于MgCl2·6H2O堆積床反應器中儲熱過程進行數(shù)值模擬。自定義編寫化學反應過程中的質量和能量源項,用以描述反應器內熱化學吸附/脫附過程的物質交換和能量傳輸過程。從FLUENT設置、模擬結果與實驗對照、網(wǎng)格獨立性檢
3、驗等方面驗證了熱化學吸附模型的可靠性。
基于本文建立的熱化學反應傳熱傳質模型,對MgCl2·6H2O堆積床反應器儲熱過程進行了模擬分析,得到不同時刻反應器中溫度場、組分濃度場、固體顆粒含水量場的分布規(guī)律。綜合分析了MgCl2·6H2O堆積床反應器儲熱過程中顆粒吸附量與水蒸氣產(chǎn)率的變化特性,得出傳質區(qū)的移動是與化學反應耦合的傳熱傳質過程綜合作用的結果,也是影響顆粒吸附量及水蒸氣產(chǎn)率的關鍵因素。
通過改變運行工況包括空氣
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