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火狐体育下载链接:热能贮存体系建模及仿真

2021-08-14 来源:火狐体育下载官网 作者:火狐体育下载ios

  热能存储体系及其运用Thermal Energy Storage Systems Applications内容 热能存储体系根底 显热能存储体系规划 相变资料与潜热能存储体系规划 热能存储体系理论剖析 热能存储体系数值建模及仿真 热能存储体系根底 能量存储介质与热能存储 热能存储是经过对热能存储介质进行温变或相变完结能量存储或开释。 储热和放热。热能存储与其它能量存储技能比较 储能体系 储能介质 储能密度 (kJ/m^3) 运用寿命 放能时刻 化学能化学物质 5E4 1E3-1E5 10-1E5机械能 物体 5E4 20 1-1E5热能 显热介质 潜热介质 3E4-1E5, 3E5 20 1E4-1E5电磁能 电容器, 磁铁, 线 热能存储与其它能量存储本钱和功率比较 当时本钱¥/kW 当时功率 方针本钱¥/kW 方针功率 化学能300-4000 60-80 300-2000 60-80 机械能 2000-5000 50-70 3000-4000 65-70 热能 1000-3000 70-100 500-1000 60-95 电磁能 1800080-90 热能存储体系技能要素 热能存储体系节能要素:错峰运用, 削减耗电量。 热能存储体系尺度要素:室内舒适, 初始本钱小, 热能存储体系可行性要素:办理方针,经济方针, 项目预算,设备设备,体系状况,储能容量,供能 方法,负载类型,工作方法,装置空间,体系类型 ,装置方位,结构影响,换热器需求,管道排布, 自动控制需求,电力需求,其他需求。 热能存储体系技能要素 热能存储体系集成要素:鼓励方针,存在时长,工 作需求,物理马到成功,峰值日负载及月度均匀需求, 能耗历史数据,最佳体系挑选,通用要求,年度能 耗剖析,容量利用系数剖析,本钱削减剖析,财政 剖析,体系完善主张,其它定论。 热能存储体系存储时长要素:短期, 中期, 长时刻。 显热能存储体系规划 热分层式水介质蓄能池规划考虑 结构考虑:保证热分层,削减死水区域,与储能介质触摸面积小。 操作考虑:顶层和底层温度差尽量大,进出流体速度尽量小。 工艺考虑:隔热和水密满意相应标准。混泥土介质蓄能池 混泥土地板 混泥土砖 碎石 凉气 凉气 暖气 暖气 正面 正面 旁边面 旁边面 岩石或水和岩石介质蓄能池 暖气出口 循环水进口 循环水出口 凉气进口 绝热层 凉气 暖气 碎石碎石 地下水介质蓄能池 修建物 换热器 地下水冷循环 热循环 盐介质太阳能蓄热池 表层区域(顶层对流区) 太阳 换热器 梯度区域(无对流区) 存储区域(底层对流区) 盐介质太阳能蓄热池发电站 真空太阳能蓄热池 预涂布钢罩10.入水口 太阳能热能存储体系 相变资料与潜热能存储体系规划 潜热存储介质- 相变资料 相变资料:在热能运用的温度范围内产生固液相改变的资料。 相变资料类型:(1)有机相变资料:白腊,脂肪酸等。(2 )无机相变资料:无机盐及结晶水合物、金属及其合金相变资料。 相变储能介质运用要素 热力学要素:熔点适宜,相变焓大,密度大,比热容大,导热系数大,消融完全,相变体积改变小。 经济要素:本钱低,可商业推行。相变资料介质冷能存储体系 共晶盐介质长处:进步固化温度,节约制冷能耗,可运用传统冷水介质储能体系设备。 水合气长处:潜热容更高,体系占用空间更小。冷能存储适用范围 需求凉气。全存储蓄冷适用范围 全存储蓄冷适用于: 负载制冷敞开 半存储蓄冷适用范围 制冷开负载 制冷开 负载 半存储负载均衡型蓄冷 半存储需求马到成功型蓄冷 冷能存储体系与传统制冷比较 赔本:冷能存储体系规划 相变资料介质车辆热能办理体系 相变资料介质被动式热能存储 热能存储体系理论剖析 能量体系内部能量传递原理等效性 功率电学 V=Re*I 力学F=Rm*u (1/Cm)*udt 热学T=Rth*Pth T=(1/Cth)* Pthdt W=T*Pth 电路理论比较老练, 因而可以选用电学原理类比力学 原理( 机电类比), 也可以选用电学原理类比热学原理 热电类比).能量体系内部能量传递原理等效性 关闭型热存储体系做功用评价 热存储体系类型 关闭体系 开放热质 稳定体系 开放热质 改变体系 关闭型热能存储体系描绘 模型假定: 放热赔本1 :关闭型热能存储体系建仿照线&7 导热器 9&11温度传感器 10. 度虐待12. 负载 13&16 温度及压力传感器 14&15 信号转化器 17 信号总线)K 放热B:q=0.0042kg/s Tc=(75+273.15)K 赔本2 :地下水热能存储体系建仿照线 27 负载换热器 10. 地下水冷井 11 热温度曲线信号 转化器 20 负载 21 信号转化 22-25温度及压力传感器 26 信号总线 :地下水热能存储体系建仿照真 地下水热能存储体系仿真成果 热能存储体系建仿照真软件 TRNSYS 的全称为 Transient System SimulationProgram ,即瞬时体系模仿程 TRNSYS软件最早是由美国 Wisconsin-Madison 大学(威斯康星大学) Solar Energy 实验室(SEL )开发的,后来在欧洲的一些研讨所:法国的修建技能与科学 研讨中心(CSTB )、德国的太阳能技能研讨中心(TRANSSOLAR )、美国热能研 究中心(TESS )的共同努力下逐步完善,迄今为止其最新版别为Ver.17 Simulink是MATLAB 中的一种可视化仿真东西, 是一种根据MATLAB 的框图规划环境 ,是完结动态体系建模、仿真和剖析的一个软件包,被广泛运用于线性体系、非线性系 统、数字控制及数字信号处理的建模和仿真中。 加拿大Waterloo 大学的符号核算机研讨小组开发。Maple 是现在国际上最为通用的数学 和工程核算软件之一,在数学和科学范畴享有盛誉,有“数学家的软件”之称。Maple 在全球具有数百万用户,被广泛地运用于科学、工程和教育等范畴,用户浸透超越96% 的国际首要高校和研讨所,超越81%的国际财富五百强企业。 根底知识:C/C++/MATLAB 编程,数学建模,电路剖析、热力学根底、流体力学根底 热能存储体系数值建模及仿真 显热能存储体系数值建仿照真剖析 几许模型三要素: 满足简略可以在有限的核算机才能和时刻马到成功内完结仿真 满足杂乱可以取得精确的成果热能存储体系数值建仿照真进程 几许建模 CAD 网格区分 ICEM-CFD 仿真核算 ANSYS-Fluent 后处理 CFD-POST 赔本1 :热水罐天然对撒播热仿线 厘米 罐壁绝缘可疏忽,与环境仅经过天然对撒播热,初始温度比环境温度高。仿线 小时内的对撒播 热及温度散布状况。 初始水温60摄氏度,环境温度20 摄氏度,对流 传热系数10W/m^2K 水物化参数稳定,密度992.2kg/m^3,比热容 4.182kJ/kgK, 导热系数0.618W/mK, 动态粘度 0.000653kg/ms, 热膨胀系数0.000386/K 建模及分网 求解 温度散布 4h 8h 12h 温度散布 16h 20h 24h 速度散布 1h 2h 3h 赔本2 白腊消融进程二维模型仿真 白腊 空气 求解 时刻步长0.05s,500 步,每步迭代五次 时刻步长0.02s,500 步,每步迭代五次 相变进程(白腊体积分数) 0s 12.5s 25s 5s 25.02s 25.2s 25.3s 25.1s 谢谢我们!