周向非均匀热流下吸热管内单侧对流传热系数

发布时间：2021-03-04 18:45

　　太阳能吸热器管外壁周向热流不均匀对吸热管单侧对流传热系数带来影响,基于此,建立周向非均匀热流下吸热管内熔盐对流传热的实验台和数值计算模型,分析周向热流分布对吸热管单侧对流传热系数的影响规律。结果表明:各热流比吸热管内平均对流传热系数基本相等,低热流侧管内对流传热系数大于平均对流传热系数,高热流侧略小于平均对流传热系数,但高热流侧管内熔盐湍流度比低热流侧大。高热流侧管内各对流传热系数较接近,低、高热流侧管内对流传热系数的差值随着Re数和高低热流侧热流比的增大而增大。提出周向非均匀热流下吸热管单侧对流传热系数的计算方法-单侧计算法,按照该方法计算管内高、低热流侧对流传热系数与平均对流传热系数的偏差均在±4%以内。 

【文章来源】：中国电机工程学报. 2020,40(15)北大核心

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【部分图文】：

加热设备Fig.3Heatingequipment1.2测试方法

吸热管下侧(高热流侧)y方向的速度大小越大，上侧(低热流侧)y方向的速度大小越校周向非均匀热流加热吸热管，引起高低热流侧管内熔盐的物性变化量不同，从而引起管内高低热流侧的湍流度发生变化，其中高热流侧湍流度大，对管内对流传热有促进作用，低热流侧湍流度小，对管内对流传热有阻碍作用。但在计算管内高低热流侧对流传热系数时，以管内熔盐平均温度作为高、低热流侧管内熔盐主流温度进行计算，引起计算的管内低热流侧对流传热系数大于高热流侧对流传热系数，具体原因后续将详细进行分析。由图10可知，周向非均匀热流q1(qh/ql∞)下吸热管壁及管内熔盐温度在高热流侧温度较高，壁面最高温度为590℃，随着y值增大(即高热流侧中心向低热流侧中心)温度逐渐降低，至低热流侧管壁中心处温度达到最低值，低热流侧管内半管熔盐平均温度明显低于高热流侧管内半管熔盐平均温度。均匀热流下吸热管外壁最高温度为470℃，管外壁至管内中心温度逐渐降低，管内中心熔盐温度最低。因此，周向非均匀热流对吸热管的管壁及管内温度分布影响明显，管内靠近高热流侧的熔盐平均温度高，靠近低热流侧的熔盐平均温度低。3.3吸热管单侧对流传热系数的计算方法通过图7和图8(b)可知，吸热管在周向非均匀热流下传热时，管内低热流侧对流传热系数大于高热流侧对流传热系数，尤其是单侧加热热流密度为0情况下，管内低热流侧对流传热系数明显比高热流侧对流传热系数大，引起的原因从图10(a)可以看出，管内靠近高热流侧的熔盐平均温度高，靠近低热流侧的熔盐平均温度低，而利用公式(25)计算管内高低热流侧对流传热系数时，以管内熔盐平均温度作为高、低热流侧管内熔

【参考文献】：
期刊论文
[1]熔融盐–亚临界汽/水传热性能实验分析[J]. 董新宇,姚凡,毕勤成.  中国电机工程学报. 2018(15)
[2]聚光型太阳能热发电系统非均匀辐射能流特性及解决方法的研究进展[J]. 何雅玲,王坤,杜保存,邱羽,郑章靖,梁奇.  科学通报. 2016(30)
[3]非均匀受热条件下螺旋管内流动沸腾换热特性[J]. 刘伟,崔文智,刘晓见.  化工进展. 2016(08)
[4]太阳能柱式吸热器非均匀受热的数值模拟[J]. 郑建涛,韩临武,徐海卫,刘明义,曹传钊.  节能技术. 2016(01)
[5]周向不均匀加热圆管内熔盐传热特性数值研究[J]. 王为术,雷佳,张斌,朱晓静,上官闪闪.  河北工程大学学报(自然科学版). 2015(04)
[6]轴向非均匀热流下熔盐吸热管的传热特性[J]. 沈向阳,丁静,陆建峰.  当代化工. 2015(08)
[7]非均匀热流边界条件下螺旋管内换热特性[J]. 崔文智,尹飞,李隆键.  低温与超导. 2013(06)
[8]熔盐在螺旋槽管和横纹管内强化传热特性[J]. 沈向阳,陆建峰,丁静,杨建平.  工程热物理学报. 2013(06)
[9]周向非均匀热流边界条件下太阳能高温吸热管内湍流传热特性研究[J]. 常春,张强强,李鑫.  中国电机工程学报. 2012(17)
[10]熔盐吸热管非稳态对流换热特性[J]. 沈向阳,张奇淄,陆建峰,丁静,杨建平.  化工学报. 2012(S1)



本文编号：3063710