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无动力蓄能保温集装箱热工特性研究
| 论文题名： | 无动力蓄能保温集装箱热工特性研究 |
| 关键词： | 国际铁路;无动力蓄能保温集装箱;相变材料;数值模拟;热工特性 |
| 摘要： | 近年来，随着能源危机、电力紧张及其他环境问题的不断增加，蓄能技术成了国际性的热门课题。相变蓄能则是以相变材料为基础的新兴蓄能技术。本文将相变蓄能技术应用于长期处于低温环境下的集装箱运输中。 本文利用“渝—新—欧”国际铁路通道，在冬季时，采用集装箱将电脑从重庆运送至北欧，通过分析对比集装箱保温的不同方式，综合论文对集装箱保温的要求，设计确定了本文的集装箱采用保温层和相变材料层相结合的方式保温。 同时确定保温材料采用聚氨酯材料。依据蓄能材料的相律、相图理论，分析二元共晶系的相图及其热工性能，并对有机物相变蓄热材料、无机物相变蓄热材料的特点进行分析，遴选出适合运用于本课题的相变材料为氯化钠溶液，且满足相变温度范围的氯化钠溶液浓度分别为17％、18％、19％及20％。 计算得出保温材料层厚度与相变材料层厚度之间的关系，并初步估算相变材料层的厚度，结合对集装箱内体积的要求，确定能够满足基本设计要求前提下的保温层基本厚度。 搭建集装箱模型的实验台，用温度巡检仪监测所布置测点温度随时间变化的情况。同时建立同实验模型尺寸相同的数值计算模型，利用FLUENT软件对集装箱整个温度变化过程、相变材料的凝固过程进行三维数值模拟研究，并监测同实验中位置相同测点的温度变化情况。通过实验结果与数值模拟结果的对比分析，相同测点的温度变化曲线基本一致，最后通过计算实验与模拟测点之间的温度变化误差，得出其误差在工程要求中能够满足，因此认为本文中数值模型的建立以及计算方法的选择能够得到与实验相似的结果，在后续的计算中，可以采用此方法进行计算分析。 建立集装箱真实尺寸的数值计算模型，分别模拟计算相变材料—氯化钠溶液浓度为17％、18％、19％及20％时的温度场分布、凝固过程的固液相比例，通过对四种浓度不同时刻的集装箱内温度场、箱内中心点温度及相变材料液相率的对比分析，找出能够满足应用要求的温度场，最终确定选择浓度19％的氯化钠溶液作为本论文中的相变材料。 |
| 作者： | 赵执婷 |
| 专业： | 供热、供燃气、通风及空调工程 |
| 导师： | 许志浩 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 西南交通大学 |
| 学位年度： | 2014 |
| 正文语种： | 中文 |
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