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1、高温储热论文：高温储热过程中含湿土壤的热湿迁移特性研究【中文摘要】土壤高温储热作为太阳能跨季节储热技术的一种高效、实用的方式,逐渐得到了广泛的关注。在高温储热过程中,通过研究土壤的热湿迁移现象对其储热性能的影响,不仅完善了土壤热湿迁移的理论还可以指导优化太阳能土壤储热系统的设计,也是太阳能跨季节储热技术能否广泛应用的关键。本文主要采用数值模拟与试验相结合的方法,对土壤的热湿迁移进行了研究。在实验室的二维轴对称高温储热试验台上,以非饱和含湿土壤为研究对象,对于不同的储热温度和不同初始含水率的土壤,进行了59℃、79℃高
2、温储热和8℃取热试验研究。重点分析了排热温度和初始含水率对土壤储热速率和取热速率的影响。试验结果表明,排热温度和土壤初始含水率对土壤储热有较大影响。排热温度对储热速率的影响还与土壤初始含水率有关。初始含水率低的土壤,高储热温度会使储热速率增大,而当土壤初始含水率达到一定数值时排热温度的高低对于土壤的储热影响很小。取热速率却总是受排热温度的影响明显。在相同排热温度,高初始含水率的土壤有利于传递热量,表现出更高的储热速率和取热速率。本文还以质量和能量守恒为基础,建立了二维非稳态的热湿迁移模型,并与实验数据比较验证模型,同
3、时开展了部分数值模拟。模拟结果表明:与纯导热相比,考虑土壤的热湿迁移过程,使土壤整体温度降低,更加接近实验值;验证了在不同初始含水率和不同排热温度对土壤储热的影响的规律;相对于低温储热,土壤的热湿迁移过程对土壤高温储热影响较大。【英文摘要】Thermalenergystorageinsoilisanefficientandpracticalwayforsolarseasonalthermalstorage,andhasgottheattentionwidely.Throughthestudyofthephenomen
4、onthatcoupledheatandmoisturetransferonthethermalperformanceofsoilunderhightemperaturegroundstorage,notonlyperfectedheatandmoisturemigrationtheoryinthesoilalsoguidetheoptimizationofthedesignofsolarseasonalthermalstoragesystem.Itisalsoakeythatfavorsolarseasonalth
5、ermalstoragesystembewidelyapplied.Theoreticalandexperimentalmethodswereusedtoresearchtheheatandmoisturetransferinthesoil.Theexperimentsofchargingheat(79℃or59℃)anddischargingheat(8℃)inunsaturatedsoilstoragewithdifferentinitialwatercontentweredoneinatwo-dimension
6、alexperimentalsetup.Theeffectsofchargingtemperatureandinitialmoisturecontentontheheatandmoisturebehaviorsinunsaturatedsoilwereanalyzed.Thetemperatureandmoisturevariationandtheheatrejectionorextractionabilitiesinvariouscasesofheatsourcetemperatureand/orinitialvo
7、lumetricmoisturecontentwereanalyzed.Theresultsshowthatthecharginganddischargingbehaviorsinwaterysoilaredrasticallyaffectedbytemperatureandinitialmoisturecontent.Forsoilwithlowerinitialmoisturecontent,theabilityofthermalstorageinthesoilincreaseswiththerejectiont
8、emperature.Ontheotherhand,therejectiontemperaturehasnearlynoinfluenceonthesoilstorageabilitywhentheinitialmoisturecontentislargeenough.However,therejectiontemperaturealwaysh
