相变蓄热技术的数值仿真及应用

第一章绪论

1.1相变蓄热技术概述

1.1.1热能储存的方式

1.1.2相变蓄热技术的发展过程

1.1.3相变蓄热材料的分类和选择

1.2相变蓄热技术的典型应用

1.2.1相变蓄热在工业余热回收中的应用

1.2.2相变蓄热在空调、供暖中的应用

1.2.3相变蓄热在建筑节能领域的应用

1.2.4相变蓄热在航天领域的应用

1.3空间太阳能热动力发电系统

1.3.1太阳能热动力发电系统概述

1.3.2吸热蓄热器概述及研究进展

1.3.3相变蓄热过程中空穴影响的研究进展

参考文献

第二章吸热蓄热器方案设计与研究

2.1基本型吸热器

2.1.1技术指标与参数

2.1.2总体方案设计

2.1.3高温相变蓄热容器设计与研究

2.1.4其他主要部件的结构设计

2.1.5吸热器装配

2.2热管式吸热器

2.2.1技术指标及参数

2.2.2总体方案设计

2.2.3热管单元管的设计与研究

2.2.4其他部件的研究

2.3组合相变材料吸热器

2.3.1组合相变材料吸热器概念的提出

2.3.2组合相变材料吸热器的方案设计及计算实例

2.3.3组合相变材料吸热器中的组合PCM选择

2.3.4采用组合相变材料对吸热器质量轻量化的意义

参考文献

第三章高温相变蓄热容器的数值仿真与分析

3.1固液相变问题的解法与焓法模型

3.1.1固液相变问题的解法概述

3.1.2焓法模型数学描述

3.2微重力条件下高温相变蓄热容器的二维热分析

3.2.1边界条件与初始条件

3.2.2PCM空穴模型

3.2.3物理模型

3.2.4控制方程的离散化与求解

3.2.5计算结果分析

3.2.6PCM容器热应力分析

3.3微重力条件下高温相变蓄热容器的三维热分析

3.3.1物理模型

3.3.2数学模型

3.3.3边界条件与初始条件

3.3.4PCM空穴模型

3.3.5控制方程的离散化与求解

3.3.6空穴体积变化的计算与处理

3.3.7计算结果分析

3.4重力条件下高温相变蓄热容器的热分析

3.4.1考虑自然对流的数学模型

3.4.2方程的离散化

3.4.3代数方程的求解

3.4.4求解N—S方程的SIMPLE算法

3.4.5对重力条件下相变蓄热实验的模拟计算与结果比较

参考文献

第四章蓄热单元管的地面实验研究与热力学仿真

4.1相变蓄热容器的研制与实验研究

4.1.1相变蓄热容器的设计制造

4.1.2PCM熔化一凝固特性及物性测量实验

4.1.3PCM容器热循环和相容性实验

4.2蓄热单元管蓄热性能地面模拟实验

4.2.1实验系统设计

4.2.2实验方案设计

4.2.3实验结果分析

4.3蓄热单元管蓄热过程数值仿真

4.3.1物理模型

4.3.2蓄热单元管数学模型

4.3.3离散方程求解

4.3.4计算结果分析

参考文献

第五章填充泡沫金属改善相变蓄热过程的研究

5.1泡沫金属简介

5.1.1泡沫金属的发展历史

5.1.2泡沫金属的分类

5.1.3泡沫金属的制备方法

5.1.4泡沫金属的用途

5.2泡沫金属基CPcM有效热导率的计算与分析

5.2.1立体骨架式相分布模型

5.2.2泡沫金属基CPCM传热模型

5.2.3有效热导率的计算式

5.2.4实例计算与校验

5.2.5结构参数对导热性能的影响

5.3蓄热容器填充泡沫镍的强化传热仿真计算

5.3.1新型蓄热容器的物理模型

5.3.2数学模型

5.3.3边界条件与初始条件

5.3.4计算结果与对比分析

5.4填充泡沫金属改善相变蓄热过程的地面验证实验

5.4.1新型蓄热容器的设计制造

5.4.2地面蓄放热实验

5.4.3相变蓄热容器内空穴分布的分析研究

参考文献

附录1方形空腔内空气的自然对流

附录2金属镓的熔化过程

附录3氟盐类高温固液相变材料选择一览表

附录4高温合金容器材料选择一览表

附录参考文献

《相变蓄热技术的数值仿真及应用》由国防工业出版社出版。《相变蓄热技术的数值仿真及应用》是关于空间太阳能热动力发电系统中相变蓄热关键技术的专著，主要内容来源于编者带领的研究团队针对该领域开展长达20多年的系统研究所取得的研究成果，简要介绍了相变蓄热技术的发展过程和典型应用；系统扼要地介绍了空间太阳能热动力发电系统总体方案、相变蓄热技术在热动力发电系统的关键部件吸热蓄热器的应用情况和关键问题；重点介绍了作者及其研究团队在高温相变蓄热机理研究、相变蓄热过程的数值仿真研究、相变蓄热容器的强化传热研究、优化设计及制造测试、地面相变蓄／放热试验、复合相变蓄热材料的传热机理研究及优化设计等方面研究内容。