太阳能空气集热器通道中多重V形肋片的强化传热特性数值研究

发布时间：2022-01-03 02:49

　　太阳能是一种即清洁又可再生的能源,高效的利用太阳能,对节能减排,保护环境,解决能源危机,改善气候恶化等都是重要的举措。太阳能空气集热器是一种利用空气作为热量收集介质将太阳辐射能转化为热能的装置,在集热器中设置肋片可以增强冷流体与吸热板上热流体的换热情况。在现阶段研究结果中,集热器中设置多重V形肋片时具有较好的换热效果,但由于集热器中肋片的几何参数会影响通道内的流场,也可能进而影响最佳宽度方向上肋片个数的值,所以采用多重V形肋片时还需要选择合适的通道宽度方向的肋片个数。然而,目前尚没有关于肋片几何参数对集热器宽度方向最佳肋片个数影响的研究报道。本文将对多重V形肋片太阳能空气集热器的传热和流动特性进行研究,并重点分析肋片的几何参数对通道宽度方向最佳V形肋片个数的影响。模型通过ICEM软件进行网格划分、网格质量检验、网格无关性检验。采用Fluent软件进行数值模拟计算,研究了通道宽度、肋片厚度和雷诺数Re一定的情况下,研究肋片节距、肋片高度、肋片迎角以及通道宽度方向的V形肋片个数对平均Nu数、摩擦阻力因子、热性能因子的影响。根据数值模拟计算结果分析,太阳能空气集热器的平均Nu数、摩擦阻力因子... 

【文章来源】：大连理工大学辽宁省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：62 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 课题背景
        1.1.1 我国太阳能利用现阶段的特点
        1.1.2 太阳能转换和利用
    1.2 太阳能集热器
    1.3 太阳能平板集热器
        1.3.1 太阳能平板集热器的结构
        1.3.2 吸热板
        1.3.3 透明盖板
        1.3.4 隔热层
        1.3.5 外壳
        1.3.6 太阳能平板集热器中肋片的形状
    1.4 强化传热
        1.4.1 强化传热方法
    1.5 太阳能平板集热器的研究现状
    1.6 本文的主要研究内容
2 数值研究
    2.1 CFD介绍
        2.1.1 ANSYSICEMCFD的特点
        2.1.2 Fluent软件介绍
    2.2 物理模型
    2.3 网格划分
        2.3.1 建立模型
        2.3.2 网格生成
        2.3.3 网格生成及无关性检验
    2.4 FLUENT数值模拟计算
        2.4.1 FLUENT参数设置
        2.4.2 边界条件与流体物性
        2.4.3 求解方法
        2.4.4 湍流模型选择和有效性分析
    2.5 参数定义
3 V形肋片的几何结构对集热器热性能的影响
    3.1 V形肋片个数的影响
        3.1.1 V形肋片个数对Nu数的影响
        3.1.2 V形肋片个数对摩擦阻力因子的影响
        3.1.3 V形肋片个数对热性能因子的影响
    3.2 肋片迎角的影响
        3.2.1 肋片迎角对Nu数的影响
        3.2.2 肋片迎角对热性能因子的影响
    3.3 肋片节距的影响
        3.3.1 肋片节距对Nu数的影响
        3.3.2 肋片节距对摩擦阻力因子的影响
        3.3.3 肋片节距对热性能力因子的影响
    3.4 肋片高度的影响
        3.4.1 肋片高度对Nu数的影响
        3.4.2 肋片高度对摩擦阻力因子的影响
        3.4.3 肋片高度对热性能因子的影响
    3.5 本章小节
4 肋片对集热器Nu数分布及流场的影响
    4.1 V形肋片个数对太阳能空气集热器中Nu数分布及流动情况的影响
        4.1.1 V形肋片个数对集热器中Nu数分布情况的影响
        4.1.2 V形肋片个数对流场情况的影响
        4.1.3 最佳V形肋片个数产生最大Nu数以及最大热性能因子的原因
    4.2 肋片迎角的影响
        4.2.1 肋片迎角对Nu数分布的影响
        4.2.2 肋片迎角对流场中流线的影响
        4.2.3 肋片迎角对最佳V形肋片个数的影响
    4.3 肋片节距的影响
        4.3.1 肋片节距对Nu数分布的影响
        4.3.2 肋片节距对流场中流线的影响
        4.3.3 肋片高度对最佳V形肋片个数的影响
    4.4 肋片高度的影响
        4.4.1 肋片高度对Nu数分布的影响
        4.4.2 肋片高度对流场的影响
        4.4.3 肋片高度对最佳V形肋片个数的影响
    4.5 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表学术论文情况
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]一种高效平板太阳能集热器试验研究[J]. 李戬洪,江晴.  太阳能学报. 2001(02)



本文编号：3565408