相变蓄能水箱的数值模拟与实验研究任务书.docx

相变蓄能水箱的数值模拟与实验研究任务书
任务书
一、任务背景
相变蓄能技术是一种有效的能源储存和利用方式，具有较高的能量储存密度和节能环保的特点，已在建筑、太阳能、航空航天等领域得到了广泛应用。相变蓄能水箱作为相变蓄能技术的一种应用形式，其内部填充相变材料，当在水箱内注入热量时，相变材料会吸收热量并发生相变，从而将热量存储在水箱内。当需要热能时，相变材料将再次放出储存的热量，实现能源的回收利用。
相变蓄能水箱的设计和优化对其性能和应用范围具有重要影响。本课题旨在通过数值模拟和实验研究相结合的方法，探究相变蓄能水箱的热传导特性、相变过程的热力学特征和储能性能等关键问题，为其设计和优化提供科学依据和理论支持。
二、研究内容
1.建立相变蓄能水箱的热学数值模型，通过数值模拟计算其内部温度分布、热传导特性和相变过程的热力学特征等参数。
2.设计制作相变蓄能水箱的实验装置，测量不同工况下水箱的温度、相变储能量等性能参数。
3.将数值模拟和实验研究结果进行比对和分析，探究相变蓄能水箱的热传导特性、相变过程的热力学特征和储能性能等关键问题。
4.基于研究结果，设计和优化相变蓄能水箱的结构、相变材料的选用和工作工况的控制策略等，提高其储能性能和实际应用效果。
三、研究内容
本课题需要研究者具备以下技能和知识：
1.熟练掌握传热学、热力学等相关基础知识，具备数值模拟能力。
2.具备工程制图、机械制造和电气控制等相关实验技能。
3.具备良好的团队合作能力和组织协调能力，积极参与实验工作和数据分析。
4.具备良好的文献查阅和学术写作能力，能够独立完成课题研究报告。
四、预期成果
1.建立相变蓄能水箱的数值模拟热学模型，计算其内部温度分布、热传导特性和相变过程的热力学特征等参数。
2.制作相变蓄能水箱的实验装置，测量不同工况下水箱的温度、相变储能量等性能参数。
3.探究相变蓄能水箱的热传导特性、相变过程的热力学特征和储能性能等关键问题，提出相应设计和优化方案。
4.撰写课题研究报告，发表学术论文，提高科研水平和技术储备。
五、进度安排
1.第一期（1~2周）：查阅相关文献，了解相变蓄能技术和应用现状，制定研究计划和实验方案。
2.第二期（3~6周）：设计和建立相变蓄能水箱的数值模拟热学模型，进行参数计算和模拟分析，获得数据结果。
3.第三期（7~9周）：基于建模结果，制作相变蓄能水箱的实验装置，进行不同工况下的实验测试，获得实验数据结果。
4.第四期（10~12周）：比对和分析数值模拟和实验结果，进一步探究相变蓄能水箱的热传导特性、相变过程的热力学特征和储能性能等关键问题，提出设计和优化方案。
5.第五期（13~14周）：撰写课题研究报告，准备演讲和学术交流，提高科研水平和研究成果的推广和应用。
六、经费预算
本课题需要购置实验装置和相变材料，共计预算十万元人民币。其中，实验装置涵盖水箱、加热系统、温度传感器、数据采集器、自动控制系统等，预计花费八万元人民币；相变材料的制备和提纯、实验条件的维护和更新等经费预算为二万元人民币。经费来源包括课题承担单位、科研基金等，详见预算明细表。