季节性雪蓄冷传热问题研究

论文摘要

季节性雪蓄冷技术是一项将冬季的自然雪保存至夏季,并对储存雪释放的冷量加以利用的节能环保型技术。由于当前全球能源危机加剧,急需采取有效措施降低能耗。而季节性雪蓄冷技术正是用于降低建筑空调能耗的有效措施,其相关研究已经成为近年来各国在节能环保领域比较关注的一个热点。本文首先对四种冬季积雪的储存方式进行了分析,得出雪的开式地下储存适合用于大型的季节性雪蓄冷工程的结论;又分别对雪的表面和底部融化进行了传热分析,明确了雪的底部融化对储存雪的整体融化起决定作用,所以本文针对雪的底部融化进行传热问题研究;为了能够更好地分析其传热问题,对严寒地区冬季户外的自然雪导热系数进行测试,得出雪的导热系数随其本身温度的变化趋势,为后面有关雪的研究工作提供参考;考虑雪的融化相变,采用显热容法建立了底部储存雪相变传热模型,并借助有限体积法的求解思路对建立的二维非线性导热微分方程进行数值求解;数值计算结果表明底部储存雪内部不同点的温度随时间的变化规律受距离加热面远近影响,且外部热源温度的变化也将对底部储存雪内部的温度分布产生影响;最后对机场融雪供冷系统进行了设计,并从经济、节能和环保方面与采用常规电制冷技术的机场空调供冷系统进行优势对比分析,体现出季节性雪蓄冷技术的优势。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 创新点摘要
• 前言
• 0.1 本文研究背景及意义
• 0.2 国内外研究现状
• 0.3 国内外应用概况
• 0.4 本文主要研究内容
• 第一章 雪的储存及融化方式
• 1.1 雪的性质及结构
• 1.1.1 雪的热物理性质
• 1.1.2 雪的结构
• 1.2 雪的储存方式
• 1.3 雪的融化方式
• 1.3.1 雪的表面融化
• 1.3.2 雪的底部融化
• 1.4 本章小结
• 第二章 雪的导热系数测试
• 2.1 测试方法选择
• 2.2 测试原理介绍
• 2.3 测试条件研究
• 2.3.1 仪器操作方法
• 2.3.2 校验仪器的准确度
• 2.3.3 其它考虑因素
• 2.4 测试过程
• 2.5 测试结果及分析
• 2.6 本章小结
• 第三章 雪的底部融化相变传热研究
• 3.1 问题的提出
• 3.1.1 物理模型的建立
• 3.1.2 固液相变传热
• 3.2 相变传热数学模型的建立
• 3.2.1 数学模型的建立
• 3.2.2 模型的简化
• 3.2.3 边界条件
• 3.3 相变传热数值求解
• 3.3.1 数值求解方法
• 3.3.2 网格划分
• 3.3.3 控制方程离散
• 3.3.4 离散方程求解
• 3.3.5 模拟前处理
• 3.4 数值计算结果分析
• 3.5 本章小结
• 第四章 机场融雪供冷系统的设计方案
• 4.1 储存雪总量的确定
• 4.1.1 供冷期的需雪量
• 4.1.2 储存雪的损失量
• 4.1.3 储存雪的总量
• 4.2 融雪供冷系统设计
• 4.2.1 融雪供冷系统组成
• 4.2.2 融雪供冷系统原理
• 4.2.3 融雪供冷系统设备选型
• 4.3 季节性雪蓄冷技术优势分析
• 4.3.1 经济性分析
• 4.3.2 节能性分析
• 4.3.3 环保性分析
• 4.4 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 发表文章目录
• 致谢
• 详细摘要