家用太阳能热水器储热水箱放水特性的三维数值模拟研究

发布时间：2021-07-17 21:14

　　储热水箱是人们经常使用的，它是生活中重要的储能元件之一。在使用时能从水箱中取出多少有用热量是衡量其设计及取水方式优劣的重要因素。在常见的顶水式取水方式中，由于从底部进入的冷水和储热水箱中的热水发生混水，减少了有用热量，因而研究其取水时的温度分层度，可优化水箱设计及取水方式，提高能量使用效率。为了分析温度分层度这一参数，本文选用了我国南方地区普遍使用的家用太阳能热水系统的几种水箱作为模型，采用实验、数值模拟相结合的方法对储热水箱进行了研究。本文根据生活中的日常使用习惯研究了储热水箱在层流状态下三种不同入口流速的放水曲线，分析了各种流速时储热水箱内的掺混程度及温度分层度，建立了包括控制方程、边界条件、水的物性参数在内的数学模型。本文较全面地分析了储热水箱的瞬时特性，为实际工程应用提供了坚实的理论基础。本文研究内容如下：首先，通过实验研究了储热水箱在层流状态三种流速下的放水曲线，由放水曲线可以观察到放水过程分为三个阶段：高温稳定阶段、温度迅速下降阶段和低温稳定阶段，各阶段持续时间的长短与进水速度有直接的关系；并计算出各工况下储热水箱相对303K的放热效率，发现放热效率随着流速的增大而减小。其... 

【文章来源】：云南师范大学云南省

【文章页数】：94 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

储热水箱内胆典型截面（单位：mm）

c. 铂电阻温度传感器图 4.1 实验装置及仪器图4.2 实验测试程序三月份进行，实验装置安装在云南师范大热水箱竖直放置。实验开始前，水箱内充阳能跟踪测试台的入水口接入水箱入口，水个温度传感器，出口处安放一个温度传感器将所有的温度传感器与 TRM-2 太阳能测试 的低流速，实验进行约 2 小时；对于 5L/min对于 8L/min 的流速，实验进行约 30 分钟。测试台设定某一固定流速，观察等待测试箱入口，同时打开水箱入水口阀门，保持

5 章 数值模拟及结果分析对水箱进行了网格划分及仿真模拟比，探索出一种用 FLUENT 软件模1 几何模型的建立和网格划分比性，建立的水箱几何模型尺寸与式圆柱形水箱，高 970mm，底部直径置距水箱顶部和底部均为 50mm，箱三维几何模型如图 5.1。

【参考文献】：
期刊论文
[1]太阳能供热系统储热水箱散热机理分析研究[J]. 张森,程伟良,孙东红,梁晓文.  电网与清洁能源. 2010(01)
[2]太阳能储热水箱保温计算[J]. 周志培,孙保民.  现代电力. 2009(05)

硕士论文
[1]太阳能热水器贮热水箱内混水特性的数值模拟分析[D]. 李琳.云南师范大学 2008



本文编号：3288941