具有相变材料的热能系统设计与分析开题报告

1. 本选题研究的目的及意义

随着全球能源需求的不断增长和环境问题的日益严峻，对可再生能源的利用和能源效率的提升已成为当今世界亟待解决的关键问题。

热能作为一种广泛存在的能源形式，在工业生产、建筑节能、太阳能利用等领域发挥着至关重要的作用。

然而，传统热能系统存在着储热密度低、能量利用效率低、温度波动大等问题，限制了其进一步发展和应用。

2. 本选题国内外研究状况综述

近年来，国内外学者在具有相变材料的热能系统设计与分析方面进行了大量的研究，取得了一系列重要成果。

1. 国内研究现状

国内学者在相变材料的制备、表征和应用方面取得了显著进展。

3. 本选题研究的主要内容及写作提纲

本选题主要研究内容包括以下几个方面：1.研究不同类型相变材料的热物性，包括相变温度、相变潜热、导热系数、比热容等，分析其对热能系统性能的影响。

2.分析相变材料在热能系统中的传热机理，建立相应的数学模型，研究相变材料的传热特性和影响因素，例如相变材料的形状、尺寸、封装方式等。

3.设计具有良好传热性能和储热效率的热能系统结构，优化系统参数，例如相变材料的填充率、传热流体的流速、换热器的结构等，提高系统的整体性能。

4. 研究的方法与步骤

本研究将采用理论分析、数值模拟和实验研究相结合的方法，具体步骤如下：1.文献调研：查阅国内外相关文献，了解相变材料的种类、性能、应用现状，以及热能系统的设计方法和研究进展，为本研究提供理论基础和技术参考。

2.相变材料热物性研究：选取合适的相变材料，采用dsc、tga、导热系数仪等设备测试其热物性参数，为热能系统的设计提供基础数据。

3.热能系统设计：根据应用需求，设计具有良好传热性能和储热效率的热能系统结构，确定关键部件的选型和参数。

5. 研究的创新点

本研究的创新点在于：1.针对现有热能系统存在的问题，结合相变材料的特性，设计一种新型高效、节能的热能系统结构，提高系统的储放热速率、温度稳定性和能量利用效率。

2.建立准确可靠的相变材料传热数学模型，考虑相变材料的相变过程、自然对流、导热等因素的影响，为优化系统设计提供理论依据。

3.通过数值模拟和实验研究，揭示相变材料对热能系统性能的影响规律，为相变材料在热能系统中的应用提供技术支持。

6. 计划与进度安排

第一阶段 （2024.12~2024.1）确认选题，了解毕业论文的相关步骤。

第二阶段（2024.1~2024.2）查询阅读相关文献，列出提纲

第三阶段（2024.2~2024.3）查询资料，学习相关论文

7. 参考文献（20个中文5个英文）

1.张寅平,张立军,周俊虎,等.相变材料热物性参数测试方法研究进展[j].材料导报,2018,32(18):3211-3220.

2.刘华,王玲,张永强,等.相变蓄热地板传热特性及热舒适性研究[j].建筑节能,2019,47(08):36-41.

3.刘建忠,马重芳,王新刚.相变储能技术在太阳能热利用中的应用研究进展[j].太阳能学报,2017,38(01):1-13.