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《電熱熔鹽換熱系統(tǒng)設計與性能-.研究》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內(nèi)容在應用文檔-天天文庫。
1、萬方數(shù)據(jù)l緒論碩士學位論文表1．1幾種硝酸熔鹽的組成和性質(400"C)(2)氯化物熔鹽氯化鹽種類眾多，如MgCh(熔點714"(2)、KCI(熔點770℃)和NaCI(熔點802℃)、KCI-MgCh．NaCI(摩爾百分比22％-51％-27％，熔點401℃)，傳熱蓄熱能力強、價廉易得，可用于600"C～1000℃溫區(qū)。缺點是腐蝕性強，易發(fā)生潮解，而含結晶水的氯化物穩(wěn)定性不高。(3)氟化物熔鹽單組份氟化鹽的熔點較高，如LiF和KF的熔點分別為848℃和856℃，一般用于900。C一1200℃溫區(qū)。多用于空間太陽能發(fā)電和核能領域，空間太陽能
2、發(fā)電的吸熱器普遍采用LiF和LiF．CaF2作為相交材料，核工業(yè)中常使用LiF．BeF2熔鹽體系。缺點是由液態(tài)轉變?yōu)楣虘B(tài)時體積收縮較大，熱導率低。由于氟離子有毒，必須在閉合循環(huán)中使用。(4)碳酸熔鹽碳酸熔鹽熔點較高，大部分在800℃左右，如Li2C03(熔點723℃)、Na2C03(熔點858℃)、K2C03(熔點898℃)和Na2COs．K2C03(摩爾百分比590／o-41％，熔點710。C)等。碳酸熔鹽還有腐蝕性小，密度大等特點。但是其液態(tài)粘度較大，有些碳酸熔鹽容易分解。Na2C03．K2C03碳酸熔鹽體系最為常見，由于碳酸熔鹽易分解
3、，其使用溫度范圍較低，Na2C03．K2C03(摩爾百分比59％_41％)使用溫度范圍只有710～830。C。(5)硫酸熔鹽與碳酸熔鹽相比，硫酸熔鹽熱穩(wěn)定性良好，加熱不易分解，使用溫度也略高。熔點、液態(tài)粘度等與碳酸熔鹽相似。硝酸熔鹽工作溫度范圍為300～600℃，可以彌補蒸氣和導熱油使用溫度范圍以上300～600。C高溫區(qū)域的空白，有廣泛的應用前景，本文主要以硝酸熔鹽為對象進行研究。1．2．2熔鹽流動與換熱研究熔鹽的流動與換熱特性是熔鹽加熱與換熱系統(tǒng)設計的基礎數(shù)據(jù)。國內(nèi)外學者從實驗萬方數(shù)據(jù)碩十學位論文電熱熔鹽換熱系統(tǒng)設計與性能研究研究和仿真
4、模擬中得到了很多應用經(jīng)驗。例如，在實驗研究上，從1950年起，Hoffman和Cohenllo，11]先后研究了氟化鹽和硝酸鹽在圓管內(nèi)的換熱特性。1973年，Cooke和COX[12]發(fā)表了MSBR熔鹽(L乖．BeF2-n】F4．UF4，摩爾百分比67．5*／o-20．0％．12．O％．0．5％)在光滑水平圓管內(nèi)對流換熱的實驗關聯(lián)式。國內(nèi)學者葉猛等1131搭建了高溫熔融鹽傳熱試驗臺，初步得到實驗條件下LiN03的平均對流換熱系數(shù)為5550～11800W／m毛K，Nu數(shù)為150～320。劉斌等【14】進一步測量了LN03熔鹽在圓管內(nèi)的湍流對流
5、換熱系數(shù)，其結論認為傳統(tǒng)的Sieder-Thte關聯(lián)式、Petukhov關聯(lián)式、Hausen關聯(lián)式或Gnietimki關聯(lián)式等可用于熔鹽對流換熱計算。Wh等【15】實測了H砣c熔鹽在圓管內(nèi)的對流換熱特性(層流、過渡流和湍流)，其結論亦表明現(xiàn)有的通用對流換熱關聯(lián)式也適用于熔鹽。在仿真模擬上，F(xiàn)erng等【16】采用CFD方法模擬了FlflqaK熔鹽在圓管內(nèi)的對流換熱特性，其雷諾數(shù)范圍為104～105，其數(shù)值模擬表明，充分發(fā)展流動時阻力系數(shù)與Blassim預測結果一致，努塞爾特數(shù)與Gnielkaski關聯(lián)式預測結果一致。Srivastava等【
6、17】采用CFD方法模擬了FhNaK熔鹽在圓管內(nèi)的對流換熱特性，其流動涵蓋了層流和湍流，其雷諾數(shù)范圍為400～10s，作者對比了數(shù)值模擬結果和已有關聯(lián)式的預測結果。無論從實驗還是數(shù)值模擬結果來看，熔鹽在圓管內(nèi)的對流換熱均可采用已有的通用關聯(lián)式。除了圓管外，一些學者研究了強化管或特殊流道內(nèi)熔鹽對流換熱特性。丁靜等【18】對H血ec熔鹽在螺旋槽管和橫紋管內(nèi)的對流換熱過程進行了實驗研究，分析了溫度、熱流密度對橫紋管傳熱性能的影響以及不同幾何參數(shù)對螺旋槽管內(nèi)的傳熱特性的影響，并利用CFD軟件對高溫熔鹽管殼式相變換熱器和高溫熔鹽吸熱管進行了數(shù)值模擬。
7、楊敏林掣19】的實驗結果表明高溫高熱流密度下熔鹽吸熱管的傳熱性能主要取決于熔鹽流速，且高熱流密度對傳熱過程中的溫度影響非常顯著。Lu等Do]研究了nitec鹽在垂直環(huán)狀流道中的對流換熱特性，研究表明其換熱規(guī)律(如努塞爾特關聯(lián)式)與圓管流動并不一致。另外，熔鹽的熱物性對熔鹽的流動和換熱研究也具有重要的意義。TakahasN等【2l】利用DSC對LN03、Na：N03和KN03的比熱和潛熱進行了準確的測量，并且給出了比熱的多項式擬合方程。Tufeu等E221N用同心圓柱法對純凈鹽和混合鹽的導熱系數(shù)分別在～個大氣壓條件下進行了測量，對純凈的化合物
8、NaN02、NaN03和KN03進行了測量，同時還對相同比例的兩種鹽的混合物NaN03和KN03以及H蹌c熔鹽進行了測量。他們的實驗值與按線性比例計算得到的數(shù)據(jù)基本相符。W丑lh
