| 【中文题名】 | 高温化学蓄热器的技术研究 |
| 【英文题名】 | Study on High Temperature Chemical Heat Energy Storage Technology |
| 【学科专业】 | 流体机械及工程 |
| 【论文级别】 | 硕士论文 |
| 【投稿时间】 | 2007-8-21 |
| 【中关键词】 | 高温化学蓄热器,数值模拟,层流燃烧,LiSF_6,, |
| 【英关键词】 | high temperature chemical heat storage equipment,numerical simulation,laminar combustion,Li/SF_6, |
| 【分类导航】 | 工业技术>能源与动力工程>热力工程、热机>工业用热工设备>换热设备> |
| 【论文摘要】 |
随着近年来的科学技术迅速发展，人类已经逐步将生存和竞争空间向太空和海底发展。各种航天和水下设备所携带的燃料受到设备本身的体积和重量的很大制约，传统的燃料已经很难满足现代技术的要求，因此携带储存高密度的能量并在需要时将能量释放，是人们急需解决的技术难题。储能设备是解决以上问题的关键，在最近几十年来越来越受到人们的重视。一些发达国家对此投入了大量的人力和物力进行研究，并取得了一定的成果。我们国家的一些高校和科研院所也对此进行了研究，并取得了一些可喜的进展。
本文详细的比较了三种适用于高温下的储能形式：以石墨为工作介质的显热蓄热方式、以混合物80.5％LiF-19.5％CaF_2为工作介质的高温相变蓄热方式以及本文所重点研究的以Li/SF_6为反应物的高温化学蓄热方式。高温化学反应蓄热方式的特点是工作温度范围宽、可以在一定范围内随意调整所需要的温度。Li/SF_6相对于传统燃料能量密度高，生成产物为固体可以存放在反应器内部，燃料和氧化剂可以分别存储，便于存放和输运。缺点则是技术难度较大：由于反应过程中释放出大量的热能，产生的温度较高，对反应器的材料要求苛刻，反应燃料的价格也比较高，并且具有一定的危... |
| 【论文题纲】 |
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摘要 |
5-7 |
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Abstract |
7-12 |
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第1章 绪论 |
12-21 |
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1.1 高温化学蓄热技术的研究目的和意义 |
12-15 |
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1.2 国内外蓄热器研究动态综述(现状和前景) |
15-20 |
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1.2.1 国内方面 |
15-17 |
|
1.2.2 国外方面 |
17-20 |
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1.3 本论文的主要研究内容 |
20-21 |
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第2章 高温蓄热方案的比较与选择 |
21-32 |
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2.1 蓄热方式概述 |
21-22 |
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2.2 三种蓄热方式的性能比较 |
22-30 |
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2.2.1 显热蓄热 |
22-24 |
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2.2.2 潜热蓄热 |
24-27 |
|
2.2.3 热化学方法蓄热 |
27-30 |
|
2.3 高温蓄热方案的选择 |
30-31 |
|
2.4 本章小结 |
31-32 |
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第3章 化学蓄热器的数学物理模型 |
32-45 |
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3.1 物理模型的描述及简化 |
32-33 |
|
3.2 化学反应流的基本方程 |
33-35 |
|
3.3 层流有限速率化学反应模型 |
35-41 |
|
3.3.1 化学反应速度 |
36-37 |
|
3.3.2 质量作用定律 |
37-39 |
|
3.3.3 Arrhenius定律 |
39-41 |
|
3.4 辐射模型 |
41-44 |
|
3.4.1 DTRM方程 |
41-42 |
|
3.4.2 射线跟踪 |
42-43 |
|
3.4.3 射线束 |
43-44 |
|
3.4.4 DTRM辐射模型中壁面边界条件的处理 |
44 |
|
3.4.5 DTRM模型在流动入口与出口的边界条件处理 |
44 |
|
3.5 本章小结 |
44-45 |
|
第4章 蓄热器的数值计算方法 |
45-59 |
|
4.1 计算区域的离散化 |
45-48 |
|
4.1.1 网格生成技术概述 |
45-46 |
|
4.1.2 结构网格生成技术 |
46-47 |
|
4.1.3 非结构网格生成技术 |
47-48 |
|
4.2 基本方程的离散化 |
48-52 |
|
4.2.1 任意曲线坐标系下的基本方程 |
48-50 |
|
4.2.2 基本方程的离散化 |
50-52 |
|
4.3 算法 |
52-55 |
|
4.4 松弛因子 |
55 |
|
4.5 边界的处理 |
55-58 |
|
4.5.1 边界条件的给定 |
55-56 |
|
4.5.2 壁面函数法 |
56-58 |
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4.6 本章小结 |
58-59 |
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第5章 高温化学蓄热器的数值模拟 |
59-77 |
|
5.1 高温化学蓄热器几何模型及边界条件 |
59-61 |
|
5.2 蓄热器内缓慢燃烧的数值模拟结果及分析 |
61-76 |
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5.2.1 反应初始时刻模拟结果及分析 |
61-66 |
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5.2.2 燃烧10s后的模拟结果及分析 |
66-71 |
|
5.2.3 稳定燃烧状态的模拟结果及分析 |
71-74 |
|
5.2.4 小功率燃烧状态的模拟结果及分析 |
74-76 |
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5.3 本章小结 |
76-77 |
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第6章 LI/SF_6缓慢燃烧的实验 |
77-84 |
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6.1 实验装置 |
77-78 |
|
6.2 实验参数的选择 |
78-79 |
|
6.2.1 反应初始温度的确定 |
78 |
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6.2.2 反应容器内压力的确定 |
78-79 |
|
6.3 实验数据及结果分析 |
79-83 |
|
6.4 本章小结 |
83-84 |
|
结论 |
84-86 |
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参考文献 |
86-89 |
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攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果 |
89-90 |
|
致谢 |
90 |
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| 【DOI】 | LunWen.ID:2.2008.130694 |
