中高温蓄热技术及应用PDF电子书下载

第1章 绪论 1

1.1蓄热技术概述 1

1.1.1蓄热方式 2

1.1.2传热蓄热材料 5

1.2蓄热性能的评价方法 13

1.2.1蓄热系统的蓄热量 13

1.2.2蓄热系统的熵产 14

1.2.3基于斜温层厚度定义的蓄热效率 15

1.2.4斜温层稳定性判据 15

参考文献 21

第2章 熔融盐显热蓄热过程传热特性 25

2.1基本原理 25

2.2熔融盐球形填充床显热蓄热过程数值分析 27

2.2.1蓄热模型 27

2.2.2蓄热材料密度的影响 29

2.2.3蓄热材料导热系数的影响 31

2.2.4空隙率对蓄热性能的影响 34

2.2.5颗粒直径对蓄热性能的影响 37

2.2.6熔盐密度对蓄热性能的影响 39

2.2.7熔盐进口流速对蓄热性能的影响 42

2.2.8熔盐进口温度对蓄热性能的影响 45

2.3熔融盐球形填充床显热蓄热过程实验分析 47

2.3.1实验装置 47

2.3.2蓄热罐预热温度 49

2.3.3熔盐的温度分布 50

参考文献 52

第3章 熔融盐相变蓄热过程流动与传递规律 54

3.1基本原理 54

3.2相变蓄热传热分析 58

3.2.1精确解分析 59

3.2.2数值求解分析 61

3.2.3相变蓄热过程传热强化理论与途径 63

3.3熔融盐球形填充床潜热蓄热过程数值模拟 64

3.3.1蓄热模型 64

3.3.2相变蓄热罐的蓄热性能 68

3.3.3初始温度对蓄热性能的影响 69

3.3.4导热油进口温度对蓄热性能的影响 71

3.3.5导热油进口流速的影响 73

3.3.6不同导热油比热的影响 75

3.3.7相变球颗粒直径的影响 77

3.3.8熔融盐相变材料潜热的影响 78

3.4熔融盐球形填充床相变蓄热实验研究 80

3.4.1熔盐球型填充床相变蓄热罐 80

3.4.2相变蓄热罐预热温度 81

3.4.3熔盐的进口温度 81

3.4.4相变温度的影响 81

3.4.5熔盐温度变化 82

3.4.6球内相变材料自然冷却降温 83

参考文献 84

第4章 熔融盐高温斜温层混合蓄热的热过程特性 88

4.1熔融盐高温斜温层混合蓄热方法 88

4.1.1系统组成 88

4.1.2工作原理 90

4.2熔融盐单相流体斜温层蓄热的数值模拟 92

4.2.1计算模型 92

4.2.2控制方程 95

4.2.3数值计算方法 95

4.2.4瞬态传热与流动特性 96

4.2.5斜温层厚度随熔融盐流体进口速度的变化 99

4.2.6斜温层厚度随长径比的变化 99

4.3多孔介质中熔融盐流体斜温层蓄热的热特性 100

4.3.1局部热平衡模型与局部非热平衡模型的适用性 100

4.3.2多孔介质局部热平衡模型 101

4.3.3多孔介质特性参数对传热与流动性能的影响 103

4.3.4瞬态传热与流动特性 108

4.3.5操作参数对熔融盐高温斜温层蓄热性能的影响 109

4.4基于局部非热平衡的熔融盐斜温层蓄热的数值模拟 113

4.4.1计算模型 113

4.4.2数值计算方法 114

4.4.3局部非热平衡模型的模拟结果 114

4.5高温熔融盐壳管式相变换热器的传热特性 118

4.5.1研究装置 118

4.5.2数值模型 119

4.5.3数值计算方法 119

4.5.4自然对流对液相率分布的影响 120

4.5.5液相率随熔化时间的变化 120

4.5.6管内流体的流动方向对液相率的影响 122

4.5.7壳管式相变换热器完全熔化的判据 122

4.6高温熔融盐蓄热器的实验测试 123

4.6.1蓄热单罐实验件的结构设计 123

4.6.2实验研究内容与方法 126

4.6.3熔融盐单相流体斜温层蓄热单罐的蓄热特性 127

4.6.4多孔介质中熔融盐流体斜温层蓄热单罐的蓄热特性 129

4.6.5熔融盐壳管式相变换热器的蓄热特性 131

参考文献 134

第5章 甲烷重整热化学储能过程特性 137

5.1热化学储能技术 137

5.1.1热化学储能体系 137

5.1.2常见热化学反应储能体系 138

5.1.3甲烷重整体系 140

5.2二氧化碳甲烷重整反应热力学分析 143

5.3铂-钌双金属催化剂制备及稳定性和积炭分析 145

5.3.1二氧化碳甲烷重整催化剂 145

5.3.2催化剂制备 147

5.3.3催化剂性能评价 148

5.3.4催化剂的性能和稳定性 149

5.3.5催化剂稳定性的机理分析 153

5.3.6表面积炭的理论分析 158

5.3.7表面积炭实验分析 160

5.4管壳式催化重整反应器的数值模拟 165

5.4.1催化重整反应的数值模拟 165

5.4.2数理模型及数值方法 166

5.4.3化学动力学模型 169

5.4.4动力学结果与讨论 170

5.4.5模型验证 172

5.4.6反应器结构对CO2 /CH4催化重整反应的影响 176

5.4.7重整反应条件对CO2 /CH4催化重整反应的影响 178

5.5管内有序堆积填充床重整反应的数值模拟 183

5.5.1数理模型及数值方法 184

5.5.2模型验证 187

5.5.3模拟结果与讨论 190

参考文献 197

第6章 蓄热系统设计与控制 203

6.1熔融盐蓄热系统设计 203

6.1.1蓄热系统构成 203

6.1.2熔盐流体传递回路与吸热器、蓄热容器之间的连接 205

6.1.3传热蓄热回路的加热和保温 205

6.1.4熔盐长轴泵 219

6.1.5故障工况的研究与预防 221

6.2蓄热系统测试与控制 223

6.2.1测试与控制环节 224

6.2.2温度测试 226

6.2.3压力测试 244

6.2.4流量测量 254

6.2.5液位测量 262

6.2.6流量控制（高温阀门） 270

6.2.7蓄热系统的自动控制 281

6.2.8测试和控制案例 285

参考文献 287

第7章 中高温蓄热技术的应用 289

7.1可再生能源领域 289

7.1.1高温显热蓄热系统 292

7.1.2高温相变应用 304

7.2工业过程的余热利用 306

7.2.1蓄热式换热器 306

7.2.2熔融盐蓄热应用 307

7.3新型蓄热技术及发展趋势 309

7.3.1新型中高温蓄热技术 309

7.3.2中高温蓄热发展趋势 318

参考文献 320