《基於共晶鹽與導熱油直接接觸換熱的高效儲熱機理》是依託中山大學，由王維龍擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：基於共晶鹽與導熱油直接接觸換熱的高效儲熱機理
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：王維龍
- 依託單位：中山大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
通過將蓄熱技術與工業廢熱、餘熱利用以及區域供熱相結合，開發的基於直接接觸換熱方式為基礎的車載型儲熱移動供熱系統，可有效的解決工業廢熱、餘熱利用以及用戶區域供暖在空間和時間上的差異。申請人與國外科研機構的合作下，搭建了用於測試儲熱系統性能的實驗平台，完成了對直接接觸儲熱系統性能的初步研究。本課題在此基礎上進一步深入研究共晶鹽儲熱材料的設計和製備，探討在直接接觸換熱過程中，共晶鹽儲熱材料的結晶動力學過程，摸索影響共晶鹽結晶過程的各項因素，揭示無機水合鹽抗過冷度的機理。運用共晶鹽相圖,結合結晶動力學分析，共同指導低溫共晶鹽儲熱體系的建立。同時，通過對儲熱系統的數值模擬分析，揭示直接接觸換熱儲熱裝置的蓄放熱特性，儲熱體與導熱流體的流動特性和儲熱裝置結構最佳化對整個系統性能的影響。通過共晶鹽材料設計與直接接觸混合儲罐結構設計相互耦合，提高儲熱系統的整體儲熱、供熱效率，以及儲熱、放熱速率。
結題摘要
通過將蓄熱技術與工業廢熱、餘熱利用以及區域供熱相結合，開發的基於直接接觸換熱方式為基礎的車載型儲熱移動供熱系統，可有效的解決工業廢熱、餘熱利用以及用戶區域供暖在空間和時間上的差異。本項目將高效餘熱儲存運輸作為基礎研究的工程背景，以直接接觸儲熱/放熱系統為研究對象，研究適合於多溫度工業餘熱利用的儲熱材料的設計和製備，深入探討在直接接觸換熱過程中儲熱材料的融化/結晶過程及相應的相變行為，摸索影響儲熱材料融化和結晶過程的各項因素。運用無機鹽儲熱材料相圖計算,尋找儲熱材料體系的理論最低共熔點以及各組分配比，結合實驗製備和測試分析指導儲熱體系的建立。同時，通過對儲熱系統的數值模擬分析，揭示直接接觸換熱儲熱裝置的儲熱/放熱特性，儲熱體與導熱流體的流動特性和儲熱裝置結構最佳化對整個系統性能的影響。通過儲熱材料設計與儲罐結構設計及相互耦合，提高儲熱/放熱系統的整體儲熱/供熱效率，以及儲熱/放熱速率。項目完成了計畫任務書規定的研究任務，達到了預期的研究目標。取得如下成果： (1) 主要研究共晶鹽儲熱材料的設計及製備，探索組合共晶鹽成分以及組分配比，揭示體系組成及組分配比影響儲熱材料熱性能的機理； (2) 主要研究以直接接觸換熱方式為基礎的蓄熱儲罐核心部件結構，探索直接接觸換熱儲罐系統的供熱效率，儲熱、供熱時間與結構設計的匹配方案。探索各工況條件下，對直接接觸式儲熱裝置性能的影響；揭示材料設計與儲熱裝置結構的耦合強化傳熱機理； (3) 主要研究直接換熱方式下，儲熱介質與導熱媒介之間的相互耦合，探索適用於直接接觸式儲罐儲熱、放熱性能的數值模擬分析方法，將該數值計算方法與流體力學、計算機模擬相結合，從而揭示儲熱裝置的儲熱、放熱特性，儲熱裝置內部流體的流動特性和儲熱裝置結構最佳化對整個系統儲熱、放熱過程的影響，為關鍵部件的結構設計，最佳化，以及評價提供重要的參考依據。本項目發表論文21篇，其中SCI/EI雙檢收錄12篇，SCI單檢收錄1篇，EI單檢收錄1篇；撰寫英文著作章節1篇。培養博士生1名、碩士生2名，並獲得廣東省科學技術獎勵三等獎1次。
