以水作为传热流体的容积式吸热器传热特性研究
发布时间：2021-07-26 12:14
以水作为传热流体以多孔材料作为吸热体的固液复合容积式吸热器,因其具有较高的热容,可以在复杂天气条件下,保证塔式太阳能集热器的稳定运行,在太阳能跨季节储热供热领域具有广阔的应用前景。然而目前对这种容积式吸热器的仿真模型尚属空白,这给塔式太阳能集热系统运行预测及容积式吸热器的结构优化带来了困难。本课题依托位于张家口市逐鹿县矾山镇的太阳能跨季节储热供热系统,对这种新型的容积式吸热器的传热特性展开实验研究及理论分析,在这一基础上建立了容积式吸热器一维非稳态模型,根据实验结果对容积式吸热器一维非稳态模型进行了验证,为太阳能跨季节储热供热系统运行预测提供研究工具。利用验证后的模型对容积式吸热器热性能影响因素进行了分析为容积式吸热器的机构优化提供理论指导。本文主要研究结果如下:（1）搭建了容积式吸热器传热特性实验平台,对容积式吸热器展开实验研究,实验结果表明,容积式吸热器可在复杂的天气条件下保持稳定运行,保证容积式吸热器出口温度在50℃以上。（2）基于理论分析及实验研究建立了容积式吸热器一维非稳态模型,通过控制容积平衡法对模型中方程进行了离散化处理,并利用MATLAB软件编写计算程序对离散方程进行了...
【文章来源】：兰州理工大学甘肃省
【文章页数】：73 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
平板太阳能集热器真空管太阳能集热器是采用透明管（通常为玻璃管）作为透明盖层，并在管壁和吸
以水作为传热流体的容积式吸热器传热特性研究系统。全玻璃真空管太阳能集热器用于太阳能集热系统时，若集或控制系统出现问题时，可能会造成全玻璃真空集热管的内玻璃态，当内玻璃管上下温差超过玻璃耐受温差冲击极限时，会发生系统稳定运行造成影响[3]。图 1.2 为位于张家口市涿鹿县矾山镇统（共安装有 2000 只全玻璃真空集热管）自 2018 年 7 月投入月已经累计有 6 只全玻璃真空集热管发生爆管现象。金属—玻璃吸热体由金属构成，可以承受一定的工作压力，安全性较高，但成
b c图 1.3 三种常见的聚光型太阳能集热器 a 塔式，b 槽式，c 蝶式塔式太阳能集热器具有热传递路程短、热损耗少、集热效率高等优点，十分适合应大型太阳能跨季节储热供热系统。太阳能跨季节储热供热系统由太阳能集热系统系统和供热系统三个子系统构成，其中储热系统一般采用储热水体作为储热装置究表明储热水体的温度分层，可有效提高太阳能跨季节储热供热系统的热性能[10-11为了保证储热水体的温度分层效果，需要太阳能集热系统向储热水体供热温度要尽高于储热水体上层水温。塔式太阳能集热器的吸热器通常采用列管式吸热器，列管式吸热器可靠性高，技术，但列管式吸热器的出口传热流体温度，受环境因素影响较大，控制系统为保证太集热系统向储热水体供热温度高于储热水体上层水温，会频繁对太阳能集热系统循量进行调节，对太阳能跨季节储热供热系统的安全运行产生隐患。图 1.4 为位于张市涿鹿县矾山镇的黄帝城 3000m3跨季节储热供热系统采用列管式吸热器时，于 19 日 10：00 至 14:00 太阳能集热系统循环流量随时间的变化情况。从图 1.4 中可以
【参考文献】：
期刊论文
[1]油基CuO和HgS纳米流体的光热转换特性研究[J]. 周玲,尹淼,陈钰琦,李润华. 太阳能学报. 2017(06)
[2]中国3.3高硼硅玻璃管发展历程（续）[J]. 赵万帮,罗理达,沈长治. 玻璃与搪瓷. 2016(06)
[3]近红外波段（900—2500nm）水吸收系数测量[J]. 邓孺孺,何颖清,秦雁,陈启东,陈蕾. 遥感学报. 2012(01)
[4]分离悬浮质影响的光学波段（400—900nm）水吸收系数测量[J]. 邓孺孺,何颖清,秦雁,陈启东,陈蕾. 遥感学报. 2012(01)
[5]容积式吸热器内聚集太阳能的传输特性研究[J]. 戴贵龙,夏新林,孙创. 工程热物理学报. 2011(11)
[6]太阳能吸热器玻璃窗辐射与导热计算[J]. 封永亮,喻志强,李增耀,陶文铨. 工程热物理学报. 2011(10)
[7]多孔介质太阳能吸热器的非稳态传热[J]. 许昌,刘德有,郑源,郭苏,严彦. 华南理工大学学报(自然科学版). 2011(03)
[8]石英窗口太阳能吸热腔热转换特性研究[J]. 戴贵龙,夏新林,于明跃. 工程热物理学报. 2010(06)
[9]一种多孔介质太阳能吸热器传热研究[J]. 许昌,刘德有,郑源,张德虎,吕剑虹. 能源研究与利用. 2010(03)
[10]平板集热器和真空管集热器各自特点分析[J]. 庄长宇,刘桂永,姜立军,郭延隆. 家电科技. 2009(15)
硕士论文
[1]塔式太阳能热电系统的聚光仿真与聚焦策略优化[D]. 陈将.浙江大学 2015
[2]平板太阳能集热器抗冻方法研究[D]. 李芷昕.昆明理工大学 2009
本文编号：3303546
【文章来源】：兰州理工大学甘肃省
【文章页数】：73 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
平板太阳能集热器真空管太阳能集热器是采用透明管（通常为玻璃管）作为透明盖层，并在管壁和吸
以水作为传热流体的容积式吸热器传热特性研究系统。全玻璃真空管太阳能集热器用于太阳能集热系统时，若集或控制系统出现问题时，可能会造成全玻璃真空集热管的内玻璃态，当内玻璃管上下温差超过玻璃耐受温差冲击极限时，会发生系统稳定运行造成影响[3]。图 1.2 为位于张家口市涿鹿县矾山镇统（共安装有 2000 只全玻璃真空集热管）自 2018 年 7 月投入月已经累计有 6 只全玻璃真空集热管发生爆管现象。金属—玻璃吸热体由金属构成，可以承受一定的工作压力，安全性较高，但成
b c图 1.3 三种常见的聚光型太阳能集热器 a 塔式，b 槽式，c 蝶式塔式太阳能集热器具有热传递路程短、热损耗少、集热效率高等优点，十分适合应大型太阳能跨季节储热供热系统。太阳能跨季节储热供热系统由太阳能集热系统系统和供热系统三个子系统构成，其中储热系统一般采用储热水体作为储热装置究表明储热水体的温度分层，可有效提高太阳能跨季节储热供热系统的热性能[10-11为了保证储热水体的温度分层效果，需要太阳能集热系统向储热水体供热温度要尽高于储热水体上层水温。塔式太阳能集热器的吸热器通常采用列管式吸热器，列管式吸热器可靠性高，技术，但列管式吸热器的出口传热流体温度，受环境因素影响较大，控制系统为保证太集热系统向储热水体供热温度高于储热水体上层水温，会频繁对太阳能集热系统循量进行调节，对太阳能跨季节储热供热系统的安全运行产生隐患。图 1.4 为位于张市涿鹿县矾山镇的黄帝城 3000m3跨季节储热供热系统采用列管式吸热器时，于 19 日 10：00 至 14:00 太阳能集热系统循环流量随时间的变化情况。从图 1.4 中可以
【参考文献】：
期刊论文
[1]油基CuO和HgS纳米流体的光热转换特性研究[J]. 周玲,尹淼,陈钰琦,李润华. 太阳能学报. 2017(06)
[2]中国3.3高硼硅玻璃管发展历程（续）[J]. 赵万帮,罗理达,沈长治. 玻璃与搪瓷. 2016(06)
[3]近红外波段（900—2500nm）水吸收系数测量[J]. 邓孺孺,何颖清,秦雁,陈启东,陈蕾. 遥感学报. 2012(01)
[4]分离悬浮质影响的光学波段（400—900nm）水吸收系数测量[J]. 邓孺孺,何颖清,秦雁,陈启东,陈蕾. 遥感学报. 2012(01)
[5]容积式吸热器内聚集太阳能的传输特性研究[J]. 戴贵龙,夏新林,孙创. 工程热物理学报. 2011(11)
[6]太阳能吸热器玻璃窗辐射与导热计算[J]. 封永亮,喻志强,李增耀,陶文铨. 工程热物理学报. 2011(10)
[7]多孔介质太阳能吸热器的非稳态传热[J]. 许昌,刘德有,郑源,郭苏,严彦. 华南理工大学学报(自然科学版). 2011(03)
[8]石英窗口太阳能吸热腔热转换特性研究[J]. 戴贵龙,夏新林,于明跃. 工程热物理学报. 2010(06)
[9]一种多孔介质太阳能吸热器传热研究[J]. 许昌,刘德有,郑源,张德虎,吕剑虹. 能源研究与利用. 2010(03)
[10]平板集热器和真空管集热器各自特点分析[J]. 庄长宇,刘桂永,姜立军,郭延隆. 家电科技. 2009(15)
硕士论文
[1]塔式太阳能热电系统的聚光仿真与聚焦策略优化[D]. 陈将.浙江大学 2015
[2]平板太阳能集热器抗冻方法研究[D]. 李芷昕.昆明理工大学 2009
本文编号：3303546
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