波形板太阳能空气集热器性能研究及优化

发布时间：2021-10-05 15:46

　　在众多的太阳能利用产品中,太阳能空气集热器作为太阳能光热转换利用的一个重要装置和组成部件因其制造工艺简单、成本低廉、冬季无冻结等优点越来越受到人们的重视。其中具有波形板的交叉V型太阳能空气集热器因波形的交叉出现改变空气流道高度从而大大增强了空气与吸热板之间的热交换程度和热转化效率,发展潜力十分巨大,本文以此为对象进行了以下研究。1.在实验室已有的交叉V型太阳能空气集热器的基础上,从理论方面分析了交叉V型太阳能空气集热器的传热传质过程,从能量的角度分析集热器各部件的能量平衡方程、能量交换方式及换热系数。2.优化研究方面,本文所采用的是数值模拟方法。优化内容包括对集热器的吸热板与底板的四种不同的放置方式进行了优化,通过对比模拟得到四种结构集热器的效率值,结果显示当吸热板的波形横向放置、底板的波形纵向放置时集热器的效率最高。之后,利用吸热板与底板的最佳放置方式,继而对集热器的V形边长、V形开口角以及空气流道高度三个结构参数进行了优化,结果表明当V形边长为0.015m、V形开口角为130°和空气流道高度为0.05m时集热器的效率较高。最后,在以上三个结构参数优化的基础上,对玻璃盖板与吸热板之间... 

【文章来源】：云南师范大学云南省

【文章页数】：83 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

空气焦热器结构图

图 2.2 空气集热器内部结构图“另外，整个空气集热器包含两个流体域，一个为玻璃盖板、吸热板和边共同围成的封闭区域，内为滞止空气夹层。另一个区域为吸热板和底板构成流道，空气从集热器入口进入，在流经流道的过程中与吸热板进行热交换，成热空气从出口流出，此部分为要研究的流体域”[47]。2.2 太阳能空气集热器热性能评价指标2.1 空气集热器热效率“太阳能空气集热器主要是通过热转换效率 来评价热性能的”[47]。瞬时效就是当太阳能空气集热器在稳态条件下运行时，它的单位面积所得到的有用率与到达单位面积上玻璃盖板的太阳辐射功率之比[59]。“其计算公式为”[47,60]：uQA I (2.1)

第 2 章 太阳能空气集热器理论分析2.3 太阳能空气集热器热性能分析太阳能空气集热器的热网络图如图 2.3 所示。当部分辐照透过盖板和空气夹层到达吸热板表面，热至温度 Tp。当空气流过流道，板上的能量被换热系数为hr,p-c)和对流(换热系数为 hc,p-c)传递给玻温度为 Tf的空气升温(对流换热系数为 hc,p-f)[3]；数为 hr,p-b)传递给周围环境(温度为 Ta)。流体又通过的温度从进口温度 Tf,i加热到出口温度 Tf,o[3]。另周围环境之间也包括对流(换热系数为 hw)和辐射。

【参考文献】：
期刊论文
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[8]带透明蜂窝的太阳空气加热器的实验研究（Ⅰ）——不同结构空气加热器的性能比较[J]. 叶宏,葛新石,庄双勇,程晓舫,王军,许勤堂,奚益民.  太阳能学报. 2003(01)
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硕士论文
[1]平板型太阳能热水器储热水箱蓄热阶段的数值模拟研究[D]. 杨静芸.云南师范大学 2014
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[3]蜂窝平板式太阳能空气集热器及太阳墙的研究[D]. 张立平.江苏大学 2007
[4]新型透明材料作平板型太阳能集热器盖板的研究[D]. 姚涛.天津大学 2005



本文编号：3420058