基于相变材料回填的地埋管换热器蓄能传热特性研究的开题报告.docx

基于相变材料回填的地埋管换热器蓄能传热特性研究的开题报告
一、研究背景
能源问题一直是全球关注的焦点之一，因此发展可再生能源已成为解决能源问题的重要途径。而太阳能、地热能等可再生能源在能源领域拥有巨大的发展潜力。其中，地埋管换热器是一种利用地下土壤作为媒介，将土壤内部的热量传递到地下管道内部，实现热能的收集与利用的设备。
地埋管换热器作为一种高效的可再生能源利用设备，具有稳定性强、成本低、环保、不造成土地占用等优势，因此得到广泛的应用。对于地埋管换热器而言，热储能技术是提高其热效率的一种重要方法。相变材料则是一种较为理想的热储能材料，其在物理性质上具有明显的放热和吸热特性。因此，相变材料可以通过相变过程来进行热储能，从而通过释放/吸收热量的方式实现热量的储存和释放，提高地埋管换热器的效率。
二、研究目的
本研究旨在探究基于相变材料回填的地埋管换热器储能传热特性，并找出相变材料对地埋管换热器温度变化和热量储存/释放性能的影响因素，以提高地埋管换热器的能源利用效率。
三、研究方法
1.实验设计
采用实验室样品及数值模拟相结合的方法，对基于相变材料回填的地埋管换热器储能热传特性进行研究。实验室样品采用电加热器、水循环、温度控制等设备，通过控制加热器的加热功率，来模拟不同的热源条件，以探究相变材料在不同温度和加热功率下的热传特性。数值模拟则采用ANSYS等有限元仿真软件对实验结果进行验证。
2.研究内容
（1）采用实验室样品及仿真模拟相结合的方法，探究基于相变材料回填的地埋管换热器储能特性。
（2）研究土壤热传导对地埋管换热器性能的影响。
（3）研究相变材料对地埋管换热器温度变化和热量储存/释放性能的影响。
（4）根据实验和数值模拟结果，分析热储能系统的优化方案。
四、研究意义
本研究将为基于相变材料回填的地埋管换热器的设计和制造提供新的思路和方法。研究结果可以为地埋管换热器的使用提供新的选材和技术支持，同时增强了集中供暖、小区采暖等项目对热储能技术的需求。此外，该研究对于推广可再生能源、降低能源消耗以及节能减排等方面具有一定的实际应用意义。
五、论文结构
第一章：绪论
1.1研究背景
1.2研究目的
1.3研究方法
1.4研究意义
第二章：基于相变材料回填的地埋管换热器储能原理
2.1地埋管换热器的基本原理
2.2相变材料在地埋管换热器中的应用
2.3相变材料的热传特性
第三章：地埋管换热器储能传热实验
3.1实验样品制备
3.2实验装置和条件
3.3实验过程及数据处理
3.4结果分析
第四章：地埋管换热器储能传热数值模拟
4.1ANSYS仿真建模
4.2模拟条件分析
4.3模拟结果及对比分析
第五章：研究结论和展望
5.1结论
5.2展望
注释：
地埋管换热器：一种利用地下土壤作为媒介，将土壤内部的热量传递到地下管道内部，实现热能的收集与利用的设备。
相变材料：一种物理性质具有明显的放热和吸热特性的材料。
ANSYS：一种有限元分析软件，可用于各种工程领域的模拟分析。