导读:本文包含了固液相变论文开题报告文献综述、选题提纲参考文献及外文文献翻译，主要关键词:液相,格子,傅立叶,燃料,蓄热,方法,氯化钠。
固液相变论文文献综述
杨智舜,陈丽华,夏振华[1]（2019）在《固液相变材料储能过程传热机制的数值模拟》一文中研究指出由于相变换热储能技术可以协调能量在时间和空间尺度的分配,成为了目前研究的热点问题。本工作用焓值法分别对充填低温无机盐相变材料的二维和叁维管壳式相变储能换热器模型的储/放热特性进行了模拟研究,采用Boussinesq近似研究了液相区密度变化引起的自然对流的影响。研究表明换热器的入口温度对相变换热效率影响显着;在储热过程中自然对流发挥了重要作用,换热效率与液相区的运动状态直接相关,而放热过程中的热交换主要依靠热传导完成;叁维模拟的结果表明换热管出口温度与管壁的平均努赛尔数高度相关,且换热管水平放置的换热效率略低于竖直放置。(本文来源于《储能科学与技术》期刊2019年06期）
张自仕[2]（2019）在《含多孔骨架的储能材料固液相变界面传递机理研究》一文中研究指出固-液相变技术广泛应用在热能的高效利用、建筑墙体围护结构性能改善和电池的热管理中。相变换热器、相变热管等大大加强了换热效率和能源利用率;将相变材料封装并与建筑外墙体结合组成相变墙体,可以降低建筑主动能源消耗并提高居住舒适度;利用相变材料进行热管理的电子元件和锂电池系统将会变得寿命更长、效率更高。为改善相变系统整体的换热性能,加强其结构强度,还可以在相变应用系统中填充多孔骨架。研究填充多孔骨架的固-液相变过程,探究整体过程的进展和相变界面的传热传质机理,可以为相变技术的应用与优化提供理论依据。填充多孔骨架的固-液相变过程是典型的非稳态、非线性、多尺度和多场耦合的问题。本文在课题组初期实验研究与数值计算的基础上,根据非平衡热力学和复杂介质中相变的基本原理,采用理论分析、数值模拟相结合的方式对该问题进行研究。基于多孔介质渗流和多相流理论,建立了相变糊状区两区域模型:在高含液率区(固体小颗粒与流体共存)采用多相流模型进行分析;在低含液率区(固体大颗粒、部分流体与固体基体共存)采用多孔介质渗流模型分析。选取热格子Boltzmann方法的双分布函数(DDF,密度与温度分布函数)来进行模拟计算,其中离散速度模型采用D2Q9模型。通过在速度演化方程中添加热浮升力项来实现流动与传热的耦合;通过增加热平衡态分布函数和松弛因子来实现流/固耦合;通过焓法封闭方程来建立温度与含液率的关系。并与文献中的研究结果进行比较,验证了所用LBM模型和所选取边界条件的有效性。采用数值重构的方法(四参数法,QSGS)生成多孔骨架,研究骨架的各个参数对于骨架详细结构的影响。将孔隙率(n=0.7、0.8和0.9)以及导热系数(?=5、10、20和50)的骨架与相变材料组成封闭方腔,并分别进行数值模拟。结果表明:1)在相变的前期,多孔骨架能够提高整场的融化速度,并且会增加相变糊状区的厚度;2)多骨架的孔隙率越小,其基体在整场中所占比重就越大,会增强整场的导热系数,使得前期融化速率升高,而后期融化速率下降;3)随着多孔骨架导热率的升高,对应的热壁面平均Nu数也会提高,高导热率的影响随着相变过程的进行逐步减弱;4)填充符合相变传热规律的多孔骨架可以大幅度提高相变换热的效率,增加准稳态阶段的融化率;5)当多孔骨架的热物性与相变材料的热物性差别较大时,热壁面受到突然的高温作用时,骨架与相变材料之间会存在温度差异,产生了局部热非平衡效应,它会对相变过程带来一定的影响。研究固-液相变场中主要无量纲参数Ra数、Pr数、Ste数对固液相变过程的影响。可以发现:1)Ra数越大,自然对流强度越大,引起糊状区的弯曲程度变大,且在靠近下壁面处更宽;2)Pr数的增大使得热壁面平均Nu数增大,且填充多孔骨架会减弱其影响效果;3)Ste数越高表示更多的热量将用于发生相态改变,而不是变为潜热储存起来,这会加快整场的融化速率,但对于相变储能系统则是不利的。(本文来源于《山东建筑大学》期刊2019-04-01）
王慧儒,刘振宇,姚元鹏,吴慧英[3]（2019）在《组合相变材料强化固液相变传热可视化实验》一文中研究指出采用高清相机和红外热像技术,对组合相变材料融化-凝固循环过程与传热特性开展了可视化实验研究。以填充叁种石蜡的相变蓄热腔体为研究对象,追踪了腔体内固液相界面的动态演化过程和温度分布的变化规律。在此基础上,考察了相变材料布置顺序对蓄热腔体热性能的影响,分析了组合相变材料蓄热腔体的相变行为及强化传热特性。结果表明,相变温度较高的相变材料应靠近加热壁面布置;组合相变材料蓄热腔体存在多个固液相界面现象,不同相变材料可同时融化/凝固;与单一相变材料相比,组合相变材料的应用改善了蓄热腔体各单元相变速率的均匀性,提高了平均相变速率;组合相变材料虽然降低了蓄热腔体的显热蓄热量,但减小了温度变化速率,增强了系统的稳定性,并显着增加了潜热蓄热量,有效提高了相变蓄热腔体的总蓄热量。(本文来源于《化工学报》期刊2019年04期）
孙维国,史瑞华,林左鸣,刘代军,张文山[4]（2019）在《基于固液相变燃料的冲压发动机》一文中研究指出提出了一种固液相变冲压发动机概念,即在常温下存放时燃料为固体状态,工作时通过微波驱动相变为液体,该发动机改善了液体冲压发动机的某些缺点。文中阐述了固液相变发动机原理,建立了固液相变燃料概念,提出了该类发动机评价体系指标,同时对该类发动机设计技术、相变驱动技术、相变燃料特性以及可能的应用领域进行了阐述和分析,对采用双下侧进气道的原理样机进行了地面模拟条件试验。以直链烷烃为主的相变燃料存放安全、成本低、不怕玻璃化,适合极低温环境存放和使用。(本文来源于《航空学报》期刊2019年05期）
关阳,李凌,牛泽伟[5]（2019）在《考虑非傅立叶效应的固液相变分子动力学模拟》一文中研究指出采用耦合双温度模型的分子动力学方法对飞秒激光照射金箔的固液相变过程进行了模拟研究,利用序参数法对固液原子进行判定从而确定了金箔发生相变时的固液界面位置和温度,对基于傅立叶定律的抛物线模型和考虑非傅立叶效应的双曲线模型模拟得到的结果进行对比分析,在此基础上采用耦合双曲线模型的分子动力学方法研究了激光能量密度和脉冲宽度对金箔相变过程的影响.结果表明,当激光作用于金箔时,金箔上表面首先熔化,固液界面随时间不断向金箔底部移动,并且在相同条件下,双曲线模型下的金箔熔化深度和固液界面温度均大于抛物线模型的结果.当考虑非傅里叶效应时,激光能量密度越大,固液界面温度越高,金箔熔化时间越短;激光脉冲宽度越小,固液界面温度越大,金箔熔化速度越快.(本文来源于《原子与分子物理学报》期刊2019年02期）
王耘涛,袁晓光,于宝义[6]（2018）在《半固态Al-Si合金固液相变液相率的数值分析》一文中研究指出基于热力学方程,建立了半固态Al-Si合金固液相变液相率的非线性数学模型,并利用高斯-牛顿迭代法进行了数值求解。采用热涵法对过共晶Al-20Si-3Fe-1Mn-4Cu-1Mg合金的固液相变进行了研究,将其用于对所建立模型可靠性的验证并与Scheil公式进行了对比。结果表明,液相率与加热温度的关系不是Scheil公式描述的简单线性增加,在不同的温度区间,液相率的增长速率并不完全一致,液相率随温度升高呈现非线性增加的趋势。所建立的非线性数学模型与试验数据非常吻合,与Scheil线性回归模型相比具有更小的离散度和更高的可信度,基本能够反映半固态Al-Si合金在发生固液相变时液相率与加热温度的关系。(本文来源于《铸造》期刊2018年09期）
王丽娜,杜斌,赵兴宇,黄以能,周恒为[7]（2018）在《差示扫描量热法研究系列浓度氯化钠水溶液的固液相变》一文中研究指出在-50~50℃范围内,利用差示扫描量热法测量了21个摩尔比b的系列氯化钠水溶液,除纯水外,所有浓度的溶液均出现了双峰,随b的增加,高温峰强度减小、峰位向低温移动,低温峰则相反,最后逐渐重合.提出了重迭双峰的分峰方案,并得到了各熔化峰的特征量随b的变化结果,该结果与微观相分离模型一致,并据此给出了溶液中氯化钠浓度空间分布情况.该研究对深入认知生物体中电解质的微观结构和固液相变等有一定的参考价值.(本文来源于《大学物理》期刊2018年07期）
冯雪亮[8]（2018）在《直拉法硅单晶生长固液相变模型与数值仿真研究》一文中研究指出硅单晶作为半导体行业基础材料,对集成电路技术和光伏发电产业的发展起着非常重要的作用。随着大规模集成电路的发展,对硅单晶有了更高的要求,具体表现为高纯度、高均匀性、低缺陷和大尺寸四个方面。直拉法是生长硅单晶的主要方法,直拉法生长硅单晶的实质是多晶硅熔体在特定环境下转化为固体硅单晶的固液相变过程。该相变过程伴随着流动传热现象,且相变界面的形态会影响硅单晶的位错密度大小和剖面上电阻率的均匀性,对晶体品质产生较大的影响。因此,研究直拉法硅单晶生长中的固液相变过程,对了解相变过程中的物理现象,改善晶体生长工艺参数,提高晶体品质都具有非常重要的理论意义和实际价值。本文提出了一种融合浸入边界法和格子Boltzmann法的二维轴对称模型,用于研究直拉法晶体生长中的固液相变问题。将相变界面视为浸入边界,用拉格朗日节点显式追踪相变界面位置;用格子Boltzmann方法求解熔体中的流场与温度场;用有限差分法求解晶体中温度分布。在上述理论及方法的基础上,研究基于浸入边界-格子Boltzmann方法的动态相变界面晶体生长过程,得到了不同晶体生长控制参数作用下的流场、温度场以及相变界面形态。最后,引入相变界面位置与自由表面位置偏差的标准差和均值来衡量相变界面的平坦度,得到了平坦相变界面对应的工艺参数调整方法。仿真实验结果表明,相变过程与晶体提拉速度、晶体旋转参数和坩埚旋转参数密切相关,适当地增大晶体提拉速度,能有效地改善相变界面严重凸向熔体的问题,在只有晶体旋转作用时,相变界面凸向熔体的情况能够得到抑制,但相变界面波动较大,在晶体旋转和坩埚旋转共同作用时,通过调节晶体和坩埚的旋转速度比值,可以获得较好的相变界面形态,并发现平坦相变界面形状下晶体旋转参数和坩埚旋转参数满足一定的函数关系。上述研究结果为晶体生长工艺参数的调整提供了理论依据和实验途径。(本文来源于《西安理工大学》期刊2018-06-30）
戴俏波[9]（2018）在《分形树状换热器中固液相变传热特性研究》一文中研究指出固液相变是实现潜热储存和释放的重要途径,潜热蓄热具有蓄热密度高、相变温度范围广、相变材料丰富且价格低廉等优点,已广泛应用于太阳能利用、电力系统“削峰填谷”以及余热回收等领域。由于固液相变材料存在导热系数低的问题,因此开展固液相变传热强化研究对于研发相变储能系统及能量高效利用具有重要的意义。目前强化固液相变换热技术的方法主要是从装置的结构设计和相变材料选型这两个方面进行考虑。其中,相变材料选型优化主要依赖于材料行业发展,目前可选用的芯体材料还比较少;结构设计优化目前主要采用肋片方式。但常规的肋片形状单一,缺少空间结构的优化配置,对系统内部的温度均匀性的改善效果不明显。受分形树状结构在电子芯片散热、反应器结构优化等方面成功应用的思想启迪,本文将分形树状结构引入到固液相变储能领域中,提出一种新型的固液相变换热器,改善相变材料(PCM)储能过程的传热性能。目前,针对该型相变换热器的强化换热机理尚不清晰,树状结构布置形式也有待优化设计。为此,本文建立了分形树结构储能换热器的固液相变传热过程的理论模型,数值研究了PCM相变传热行为及分形结构的强化传热特性。并且,本文还开展了分形树状换热器的传热特性的实验研究。概括起来,本文的研究内容及主要结论如下:(1)开展了分形树状换热器固液相变传热过程的数值研究。建立了分形树状换热器固液相变传热过程的二维理论模型并进行数值模拟,研究了分形树状换热器的固液相变动态传热性能,给出了凝固过程的温度变化特性、相变界面移动特性以及潜热显热释放特性,分析了分形树结构的几何参数、材料对相变传热性能的影响。研究结果表明:(a)分形树骨架的温度变化快于相变区域。分形树骨架内的等温线相互平行,相变区域内的等温线近似沿分形树骨架表面分布,且越靠近分形树骨架,等温线越密集,温差越大,而骨架分支中间的等温线呈椭圆环状分布;(b)相变前期凝固范围大致沿分形树骨架轮廓分布并沿着骨架不断向外延伸,相变中期相变区域呈现均匀分布的“水滴”形状和“叁角状”,大“水滴”出现在0级分叉区域,小“水滴”出现在1级分叉区域,“叁角状”出现在圆盘边缘,相变末期小“水滴”先消失,随后“大水滴”消失,而“叁角状”最后消失;(c)凝固过程放出的热量中潜热值占的比重很大,且潜热释放速度远大于显热释放速度;(d)对分形树状换热器固液相变传热性能影响最大的参数是分形树级数,其次是总支数,然后是长度分形维数,宽度分形维数对传热性能的影响较小,且这些参数对相变时间的影响大于对放热效率的影响。当分形树级数k=2,总支数F=6,长度分形维数D=-1.8时,分形树状换热器的传热性能相对最优。(2)设计加工了分形树状换热器,搭建了固液相变实验平台,研究了相变过程中各个方向的传热特性以及运行工况对传热性能的影响。研究结果表明:(a)熔化过程中,对流作用起主导作用,而在凝固过程中,起主导作用的主要是热传导。经历相同时间后,熔化过程蓄积的热量大于凝固过程释放的热量,说明对流过程加速了热量的传递;(b)相变过程中的温度曲线均经历了快速升(降)温期、相变平缓期、再次快速升(降)温与温度平缓期;轴向方向凝固过程中各层的温度曲线基本重合;径向方向各温度曲线走势大致一致,且初期的快速升温期和末期的温度平缓期温度曲线基本重迭;圆周方向相变材料区域的温度变化滞后于金属骨架的温度变化,相变区域的温度均匀性较好,且凝固过程的温度均匀速度快于熔化过程;(c)熔化过程中多处测点的温度曲线出现了“二次熔化”现象,即温度曲线经历了2次相变平缓期过程;(d)随着初始温差和流量的分别增大,系统内相变材料完全相变所需的时间均呈非线性地减少。本文开展了分形树状换热器固液相变传热的数值模拟和实验研究,揭示了分形树状换热器中的固液相变传热机理,研究工作为相变储能强化换热技术的发展提供理论支撑。(本文来源于《东南大学》期刊2018-06-03）
霍宇涛,饶中浩[10]（2018）在《基于伪焓法的多孔介质固液相变格子Boltzmann方法》一文中研究指出格子Boltzmann方法是求解相变材料(PCM,phase change material)固液相变界面上复杂质量、能量和动量传递的有效方法。本文将伪焓LB模型推广至多孔介质固液相变中,构建相应的LB模型,并通过焓和温度的关系,获得下一时间步的焓、温度和对应液相率。为验证多孔介质固液相变LB模型的正确性,本文分别对一维Stefan问题和二维方腔多孔介质内固液相变问题进行求解。结果表明,在无自然对流作用下(一维Stefan问题),本文所构建模型能精确还原温度分布,与解析解相对误差控制在2%以内。除此之外,本文模型能反映自然对流对固液相变过程的影响,与已有工作差别较小,能准确追踪固液相变界面位置。(本文来源于《工程热物理学报》期刊2018年05期）
固液相变论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
固-液相变技术广泛应用在热能的高效利用、建筑墙体围护结构性能改善和电池的热管理中。相变换热器、相变热管等大大加强了换热效率和能源利用率;将相变材料封装并与建筑外墙体结合组成相变墙体,可以降低建筑主动能源消耗并提高居住舒适度;利用相变材料进行热管理的电子元件和锂电池系统将会变得寿命更长、效率更高。为改善相变系统整体的换热性能,加强其结构强度,还可以在相变应用系统中填充多孔骨架。研究填充多孔骨架的固-液相变过程,探究整体过程的进展和相变界面的传热传质机理,可以为相变技术的应用与优化提供理论依据。填充多孔骨架的固-液相变过程是典型的非稳态、非线性、多尺度和多场耦合的问题。本文在课题组初期实验研究与数值计算的基础上,根据非平衡热力学和复杂介质中相变的基本原理,采用理论分析、数值模拟相结合的方式对该问题进行研究。基于多孔介质渗流和多相流理论,建立了相变糊状区两区域模型:在高含液率区(固体小颗粒与流体共存)采用多相流模型进行分析;在低含液率区(固体大颗粒、部分流体与固体基体共存)采用多孔介质渗流模型分析。选取热格子Boltzmann方法的双分布函数(DDF,密度与温度分布函数)来进行模拟计算,其中离散速度模型采用D2Q9模型。通过在速度演化方程中添加热浮升力项来实现流动与传热的耦合;通过增加热平衡态分布函数和松弛因子来实现流/固耦合;通过焓法封闭方程来建立温度与含液率的关系。并与文献中的研究结果进行比较,验证了所用LBM模型和所选取边界条件的有效性。采用数值重构的方法(四参数法,QSGS)生成多孔骨架,研究骨架的各个参数对于骨架详细结构的影响。将孔隙率(n=0.7、0.8和0.9)以及导热系数(?=5、10、20和50)的骨架与相变材料组成封闭方腔,并分别进行数值模拟。结果表明:1)在相变的前期,多孔骨架能够提高整场的融化速度,并且会增加相变糊状区的厚度;2)多骨架的孔隙率越小,其基体在整场中所占比重就越大,会增强整场的导热系数,使得前期融化速率升高,而后期融化速率下降;3)随着多孔骨架导热率的升高,对应的热壁面平均Nu数也会提高,高导热率的影响随着相变过程的进行逐步减弱;4)填充符合相变传热规律的多孔骨架可以大幅度提高相变换热的效率,增加准稳态阶段的融化率;5)当多孔骨架的热物性与相变材料的热物性差别较大时,热壁面受到突然的高温作用时,骨架与相变材料之间会存在温度差异,产生了局部热非平衡效应,它会对相变过程带来一定的影响。研究固-液相变场中主要无量纲参数Ra数、Pr数、Ste数对固液相变过程的影响。可以发现:1)Ra数越大,自然对流强度越大,引起糊状区的弯曲程度变大,且在靠近下壁面处更宽;2)Pr数的增大使得热壁面平均Nu数增大,且填充多孔骨架会减弱其影响效果;3)Ste数越高表示更多的热量将用于发生相态改变,而不是变为潜热储存起来,这会加快整场的融化速率,但对于相变储能系统则是不利的。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
固液相变论文参考文献
[1].杨智舜,陈丽华,夏振华.固液相变材料储能过程传热机制的数值模拟[J].储能科学与技术.2019
[2].张自仕.含多孔骨架的储能材料固液相变界面传递机理研究[D].山东建筑大学.2019
[3].王慧儒,刘振宇,姚元鹏,吴慧英.组合相变材料强化固液相变传热可视化实验[J].化工学报.2019
[4].孙维国,史瑞华,林左鸣,刘代军,张文山.基于固液相变燃料的冲压发动机[J].航空学报.2019
[5].关阳,李凌,牛泽伟.考虑非傅立叶效应的固液相变分子动力学模拟[J].原子与分子物理学报.2019
[6].王耘涛,袁晓光,于宝义.半固态Al-Si合金固液相变液相率的数值分析[J].铸造.2018
[7].王丽娜,杜斌,赵兴宇,黄以能,周恒为.差示扫描量热法研究系列浓度氯化钠水溶液的固液相变[J].大学物理.2018
[8].冯雪亮.直拉法硅单晶生长固液相变模型与数值仿真研究[D].西安理工大学.2018
[9].戴俏波.分形树状换热器中固液相变传热特性研究[D].东南大学.2018
[10].霍宇涛,饶中浩.基于伪焓法的多孔介质固液相变格子Boltzmann方法[J].工程热物理学报.2018
论文知识图
