蒸发式冷凝器传热传质特性数值模拟与实验研究的任务书.docx

蒸发式冷凝器传热传质特性数值模拟与实验研究的任务书
任务书
一、研究背景
随着经济的发展，现代化社会对能源的需求越来越大，但传统的化石能源和核能等能源资源相对有限，环境污染和能源供需矛盾问题日益突出，因此，可再生能源逐渐成为了人们关注的焦点。太阳能是最原始、最重要、最广泛的能源之一，其充足的供给和无污染的环境特点使之成为未来最有潜力的能源之一。太阳能利用技术中的热利用技术是指利用太阳辐射能的热能来进行电力或热能转换的技术，其中蒸发式冷凝器被广泛应用于太阳能发电和空调制冷等领域。因此，对蒸发式冷凝器的传热传质特性进行研究具有重要的理论和实践意义。
二、研究目的
本次研究旨在通过数值模拟和实验研究，分析蒸发式冷凝器的传热传质特性，探究其热性能和传热机理，并提出相应的优化措施，为蒸发式冷凝器的设计、制造和应用提供理论和技术支撑。具体研究目的如下：
1.建立蒸发式冷凝器传热传质特性的数学模型和计算方法，通过计算分析蒸发式冷凝器的热性能和传热机理。
2.通过实验研究，探究蒸发式冷凝器的传热传质特性，验证数值模拟结果的准确性和可靠性。
3.提出优化蒸发式冷凝器传热传质性能的方案和方法，为蒸发式冷凝器的设计和应用提供理论和技术支撑。
三、研究内容
1.建立蒸发式冷凝器传热传质特性的数学模型和计算方法
（1）分析蒸发式冷凝器的传热传质过程，建立包括能量守恒和质量守恒等方程的数学模型。
（2）采用计算流体力学（CFD）软件对蒸发式冷凝器的传热传质特性进行数值模拟，分析其热性能和传热机理。计算过程中需要采用适当的边界条件和物理模型。
（3）通过数值模拟分析蒸发式冷凝器不同结构参数对传热特性的影响。
2.实验研究蒸发式冷凝器传热传质特性
（1）设计和制造蒸发式冷凝器实验装置，包括蒸发器、冷凝器和循环系统等。
（2）通过实验研究蒸发式冷凝器的传热传质特性，包括温度、湿度、压力等参数的测量。
（3）验证数值模拟结果的准确性和可靠性，并总结蒸发式冷凝器传热传质特性的规律和机理。
3.提出蒸发式冷凝器传热传质性能优化方案和方法
（1）基于数值模拟和实验结果，分析和评价蒸发式冷凝器传热传质性能的现状和存在问题。
（2）提出蒸发式冷凝器传热传质性能优化方案和方法，如结构优化、流体优化、加热系统优化等。
（3）对提出的方案和方法进行可行性分析，并根据实验和模拟结果进行验证和改进。
四、研究意义
本次研究的意义在于：
1.深入理解蒸发式冷凝器传热传质机理和特性，为其在太阳能发电和空调制冷等领域的应用提供理论和技术支撑。
2.通过数值模拟和实验研究，为蒸发式冷凝器传热传质性能的优化提供可靠的理论和实验基础，为其应用提供更高的性能和效率。
3.探究蒸发式冷凝器传热传质特性的规律和机理，为太阳能利用技术的发展和应用提供重要的参考和指导。
四、研究方法和技术路线
（1）建立蒸发式冷凝器传热传质特性的数学模型和计算方法
采用数学建模方法，建立包括能量守恒和质量守恒等方程的数学模型，采用计算流体力学（CFD）软件对蒸发式冷凝器的传热传质特性进行数值模拟，得到蒸发式冷凝器的温度、压力等参数分布。计算结果需要和实验结果进行对比，验证数值模拟的准确性和可靠性。
（2）实验研究蒸发式冷凝器传热传质特性
设计和制造蒸发式冷凝器实验装置，采用不同的工况参数进行测试，包括温度、湿度、压力等参数的测量。验证蒸发式冷凝器的传热传质特性和数值模拟结果的一致性和可靠性，总结传热传质特性的规律和机理。
（3）提出蒸发式冷凝器传热传质性能优化方案和方法
基于数值模拟和实验结果，提出蒸发式冷凝器传热传质性能的优化方案和方法，如结构优化、流体优化和加热系统优化等。对提出的方案和方法进行可行性分析，并根据实验和模拟结果进行验证和改进。
五、进度安排
本研究计划在12个月内完成。具体进度安排如下：
第一至第二月：文献调研和研究计划编制
第三至第五月：蒸发式冷凝器传热传质数值模拟和计算
第六至第九月：蒸发式冷凝器传热传质实验研究，数据分析和处理
第十至第十一月：提出蒸发式冷凝器传热传质性能优化方案和方法
第十二月：完成研究报告并进行汇报
六、参考文献
[1]陈福林.太阳能光伏材料和器件[M].北京:清华大学出版社,2013.
[2]丁柏林,苏基松.太阳能发电技术[M].北京:机械工业出版社,2011.
[3]樊丽.填料式蒸发冷凝器的压降和传热性能数值模拟[D].北京邮电大学,2018.
[4]霍文征,徐德经,赵学泰,等.太阳能集热器传热性能数值模拟[J].工程热物理学报,2017,38(9):1-7.
[5]俞云飞,龙元元,李光辉,等.太阳能冷凝器传热特性分析[J].工业热处理,2018,23(9):132-136.