金属氢化物热泵流动传热与动力学耦合行为研究

利用金属氢化物热泵（MHHP）回收中低温热能是一种有效的能量转换利用方式。然而，目前MHHP系统的性能还不尽如人意，远未达到工业规模应用的期望和要求。究其原因，是人们对于MHHP内部多过程耦合、多尺度耦合的现象还没有达到全面清晰的理解：已有的大部分研究或集中于对其进行系统热力学分析，或者专注于反应器的单元模拟，没有从多个尺度上进行把握；另外对过程耦合的认识也不够深入，相应的性能优化的结论局限性很大，与实际情况严重脱节。因此，本课题拟通过对金属氢化物反应动力学模型及其参数的实验研究，确定在实际条件下金属氢化物氢化与脱氢的反应动力学本质，建立兼顾精度和简洁的反应动力学复合集总模型和关于反应器微元尺度的非刚性多孔介质流动、传热和反应耦合的数学模型，并构造和发展出与之相适应的算法；提出多尺度的系统优化策略，实现MHHP的高效率与低成本化，最终达到节能降耗、保护资源环境、实现可持续发展的目的。