微通道平板型太阳能集热器的数值与实验研究

发布时间：2020-04-14 13:10

【摘要】：太阳能是新能源可再生资源中最引人注目、开发研究最多、应用最广的清洁能源。我国正加快发展与利用太阳能,以缓解日益紧张的能源问题。太阳能热利用技术在降低常规能源消耗、促进节能减排过程中已发挥并继续发挥着重要的作用。 平板型太阳能集热器是太阳能集热器的一种,世界各国都普遍使用。平板型太阳能集热嚣具有节能、高效、易于加工,应用广泛等特点。目前的太阳能集热嚣采用的流道尺寸一般都比较大,在5mm以上,水的体积热容大,加热速度慢,要使水达到预期的水温需要较长的时间,进出口温差小,集热器热损大,高温段的热效率偏低,因此此类集热嚣只能用于低温场合。而本课题把徽尺度传热理念运用于平板式太阳能集热器作为研究内容,希望通过探索和研究,开发出一种适合于太阳能海水淡化等太阳能中温运用场合的非聚焦型太阳能集热器。 本文首先设计和建立徽通道平板型太阳能集热器模型,徽通道尺寸确定为0.7mm,透明盖板和吸热板的距离确定为17mm。给定入口流速进行强制对流实验,从平板集热器的能量守衡、瞬时效率和热损失几个方面,对集热器的热性能进行分析,得出瞬时效率随流量的增加而增加,集热器的热损失主要来源于顶部散热。然后对微通道内的传热过程进行分析,通道细长的结构,使水有足够时间与吸热板内壁进行充分的热量交换,吸热板与流体的温差很小,在3℃以内,从而可以达到较高的出口温度值。自然对流循实验是指利用太阳能使水在封闭的集热器系统中由于进出口温差而产生自然循环的过程。在相近的实验条件下,自然对流可达到的最高温度低于强制对流。所以,强制对流能够提高水的传热系数,更容易满足得到较高温度的要求。 数值模拟能够从徽观上分析徽通道内的传热状况。根据实验数据进行模拟,得出实验与模拟的一致性。利用数值模拟还可分析徽通道和常规通道内流体传热的特征及区别,发现传热系数、出口温度、阻力系数都随流道尺寸的增加而减小。所以在微通道中,要想办法减小阻力大小,就能进一步提高传热效率。数值模拟还可以分析流道中的速度温度场的分布情况。
【图文】：

了很大的比例，所以我国积裰开发利用太阳能对经济社会的可持续发展有着十分重要的战略意义。我们的国家有着丰富的太阳能资源，，如图1-1所示，超过4/5的地区年均太阳辐射强度大于1200KW.h/_m2,年日照时数在2200小时以上。将太阳能资源广泛用于民用、工业是我国目前经济发展的目标之一，2012年7月，《“十二五"国家战路性新兴产业发展规划》政府提出了多

本文编号：2627331