定型相变材料回填的U型埋管换热器性能研究的开题报告_第1页
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定型相变材料回填的U型埋管换热器性能研究的开题报告一、研究背景U型埋管换热器主要用于地源热泵系统中的地源换热。该类换热器能够利用地下恒定的温度能源进行热交换，具有高效、节能等优点。然而，由于地下岩土的温度不是恒定的，在运行过程中会出现温度波动，进而影响U型埋管换热器的换热效率。同时，换热器内部的流动形式也会影响换热器的性能。定型相变材料（PCMs）是一种能够储存和释放大量潜热的材料，具有储能密度高、热容量大、温度稳定等优点。将PCMs回填到U型埋管换热器的管路中，既能够缓解地下温度波动的影响，又能够提高换热器的效率。因此，本研究将针对定型相变材料回填的U型埋管换热器，研究PCMs在U型管路中的应用，进一步探究回填定型相变材料对U型埋管换热器性能的影响，并提高U型埋管换热器的效率。二、研究内容与目标研究内容：1.PCMs的选取与性能测试。通过实验测试不同类型PCMs的热容量、相变温度等性能指标，并选取性能最佳的材料回填到U型管路中。2.U型埋管换热器的数值模拟与仿真研究。使用Fluent软件进行U型管路内部流动的模拟计算，获得流场信息和换热器的热工参数。3.回填PCMs后的U型埋管换热器性能测试。通过搭建实验装置进行实验测试，对比分析回填PCMs和未回填PCMs时U型埋管换热器的换热效率、能耗等指标。研究目标：1.筛选出适合作为回填定型相变材料的合适材料，并对其进行性能测试。2.建立U型埋管换热器的数值模拟模型，并通过仿真计算获得U型管路内部流场信息、热工参数等。3.对比分析回填PCMs和未回填PCMs时，U型埋管换热器的换热效率、能耗等指标。三、研究意义1.本研究在优化U型埋管换热器性能的同时，也为PCMs在地源热泵系统中的应用提供新思路。2.通过回填定型相变材料，可以改善地下温度波动对U型埋管换热器的影响，提高换热器的效率。3.本研究为地源热泵系统中热泵装置的性能提高、节能减排等方面提供了理论依据和实验支持。四、研究方法和步骤1.PCMs的选取与性能测试。选取常用的有机PCMs或无机PCMs，并通过实验测定其热容量、相变温度等性能参数，对其性能进行评价。2.U型埋管换热器的数值模拟与仿真研究。建立U型管路内流场的数值模型，采用Fluent软件进行计算，获得流场信息和热工参数。3.回填PCMs后的U型埋管换热器性能测试。搭建实验装置，对有PCMs和无PCMs的U型埋管换热器进行测试，对比分析其能耗、换热效率等指标。五、预期成果1.针对不同类型的PCMs，获得其热容量、相变温度等性能参数，并筛选出适合作为回填定型相变材料的合适材料。2.建立U型管路内流场的数

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