储能型太阳能空气集热器的传热性能研究
发布时间：2022-02-14 13:50
太阳能空气集热器是通过吸收太阳能来加热空气,从而获得热风的装置。论文所研究的储能型太阳能空气集热器,将平板式太阳能空气集热器与储能材料相结合,同时在空气流道内增加矩形肋片以强化空气与集热器传热。论文通过数值模拟和试验研究,对集热器内肋片尺寸参数进行优化,分析与探讨集热器内空气与储能材料的换热过程。论文对储能型太阳能空气集热器的传热过程进行分析,计算出集热器顶部、侧面和底部的热损系数。确定采用焓——孔隙率法作为相变传热的求解方法,同时确定计算模型的控制方程。论文对不同肋片参数下集热器的空气流道进行三维建模,计算并分析肋片无量纲高度、无量纲宽度、无量纲间距、安装角度对集热器空气流道换热性能的影响。得出肋片在h/H=0.8、w/W=0.1、p/P=0.1、φ=45°时,集热器综合热性能因子最大,传热性能最好;建立相变储能型太阳能空气集热器的三维模型,利用UDF对单位时间内吸热板吸收太阳能和空气进口温度进行编程,并作为边界条件导入到Fluent中进行数值计算;分析并比较空气流量为0m3/h、37.72m3/h、56.58m3/h...
【文章来源】：东南大学江苏省211工程院校985工程院校教育部直属院校
【文章页数】：88 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
主要符号表
第一章 绪论
1.1 研究背景
1.1.1 中国太阳能资源
1.1.2 太阳能资源利用方式
1.2 平板型太阳能空气集热器原理及分类
1.2.1 平板型太阳能空气集热器结构及原理
1.2.2 平板型太阳能空气集热器分类
1.3 国内外研究现状
1.3.1 平板型太阳能空气集热器研究现状
1.3.2 储能型太阳能空气集热器研究现状
1.4 本文主要研究内容及意义
第二章 带有矩形肋片的太阳能空气集热器传热过程的数值模拟
2.1 物理模型及研究方法
2.1.1 物理模型
2.1.2 模拟软件
2.1.3 太阳能空气集热器热性能评价方法
2.2 集热器内矩形肋片结构参数优化的数值计算模型
2.2.1 模型的建立
2.2.2 网格划分
2.2.3 计算模型及条件参数设置
2.3 矩形肋片寸参数对集热器换热性能的影响
2.3.1 肋片高度对集热器换热性能的影响
2.3.2 肋片宽度对集热器换热性能的影响
2.3.3 肋片安装角度对集热器换热性能的影响
2.3.4 肋片间距对集热器换热性能的影响
2.4 本章小结
第三章 储能型太阳能空气集热器传热性能数值模拟
3.1 储能型太阳能空气集热器传热分析及求解方法
3.1.1 传热分析
3.1.2 相变储能材料传热过程的求解方法
3.2 储能型太阳能空气集热器数值计算模型
3.2.1 模型的建立
3.2.2 网格划分
3.2.3 计算模型及条件参数设置
3.3 储能型太阳能空气集热器数值计算结果分析
3.3.1 相变材料温度和液相率随时间的变化规律
3.3.2 集热器空气出口温度随时间的变化规律
3.3.3 集热器集热效率随时间的变化规律
3.4 本章小结
第四章 储能型太阳能空气集热器传热性能的试验研究
4.1 试验原理及方法
4.2 试验器材与测量仪器
4.2.1 储能型太阳能空气集热器的设计
4.2.2 测试仪表的选用
4.2.3 试验平台的搭建
4.3 试验误差分析
4.4 试验结果分析
4.4.1 不同运行工况下集热器运行参数的变化规律
4.4.2 放热工况下集热器运行参数的变化规律
4.4.3 不利工况下集热器运行参数的变化规律
4.5 本章小结
第五章 结论与展望
5.1 结论
5.2 工作展望
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文情况
【参考文献】：
期刊论文
[1]开孔折流板型太阳能空气集热器流动传热特性研究[J]. 胡建军,马龙,刘凯彤,孙喜山. 热能动力工程. 2017(10)
[2]平板型太阳能空气集热器的研究进展[J]. 吴一博,侯思雨. 中国住宅设施. 2017(01)
[3]一种冲孔波纹板渗透型空气集热器性能优化研究[J]. 苗庆伟,由世俊,张欢,李博佳,梁宏博. 太阳能学报. 2016(10)
[4]平板型双流道太阳能空气集热器热性能研究[J]. 王林军,高章维,张东,刘伟. 太阳能学报. 2016(10)
[5]太阳能空气集热器和相变储能墙复合采暖系统分析[J]. 刘馨,冯国会,黄凯良. 储能科学与技术. 2015(06)
[6]节能减排约束下中国能源消费结构演变分析[J]. 柳亚琴,赵国浩. 经济问题. 2015(01)
[7]太阳能涂层在平板集热器上的应用研究(下)[J]. 姜立军,刁立鹏,徐冯. 家电科技. 2012(06)
[8]太阳能涂层在平板集热器上的应用研究(上)[J]. 姜立军,刁立鹏,徐冯. 家电科技. 2012(05)
[9]冲缝吸热板渗透型太阳能空气集热器性能研究[J]. 李宪莉,任绳凤,林国真,吕建,常茹,由世俊. 煤气与热力. 2012(04)
[10]扰流板型太阳能平板空气集热器数值模拟分析[J]. 刘一福,黄坤荣,王玉林. 机械研究与应用. 2012(01)
硕士论文
[1]带有多重V形非等高肋片的太阳能空气集热器的传热与流动特性数值研究[D]. 庆浩强.大连理工大学 2016
[2]开孔折流板型太阳能空气集热器流动传热特性研究[D]. 马龙.燕山大学 2016
[3]平板型双流道太阳能空气集热器热性能研究[D]. 高章维.兰州理工大学 2016
[4]相变储能型太阳能真空集热管内相变传热研究[D]. 薛花.东南大学 2015
[5]集热板上设有带间隙的多重V形肋片的太阳能空气集热器通道的传热与流动特性数值研究[D]. 张曼曼.大连理工大学 2015
[6]多重V形肋片型太阳能空气集热器传热与流动特性的数值研究[D]. 徐莎莎.大连理工大学 2014
[7]我国太阳能的空间分布及地区开发利用综合潜力评价[D]. 沈义.兰州大学 2014
[8]基于太阳能的相变储能新风高效换热系统研究[D]. 赵雷.沈阳建筑大学 2014
[9]扰流板型太阳能平板空气集热器数值模拟研究[D]. 刘一福.南华大学 2012
[10]相变储热太阳能木材干燥装置设计及性能研究[D]. 冯小江.北京林业大学 2010
本文编号：3624677
【文章来源】：东南大学江苏省211工程院校985工程院校教育部直属院校
【文章页数】：88 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
主要符号表
第一章 绪论
1.1 研究背景
1.1.1 中国太阳能资源
1.1.2 太阳能资源利用方式
1.2 平板型太阳能空气集热器原理及分类
1.2.1 平板型太阳能空气集热器结构及原理
1.2.2 平板型太阳能空气集热器分类
1.3 国内外研究现状
1.3.1 平板型太阳能空气集热器研究现状
1.3.2 储能型太阳能空气集热器研究现状
1.4 本文主要研究内容及意义
第二章 带有矩形肋片的太阳能空气集热器传热过程的数值模拟
2.1 物理模型及研究方法
2.1.1 物理模型
2.1.2 模拟软件
2.1.3 太阳能空气集热器热性能评价方法
2.2 集热器内矩形肋片结构参数优化的数值计算模型
2.2.1 模型的建立
2.2.2 网格划分
2.2.3 计算模型及条件参数设置
2.3 矩形肋片寸参数对集热器换热性能的影响
2.3.1 肋片高度对集热器换热性能的影响
2.3.2 肋片宽度对集热器换热性能的影响
2.3.3 肋片安装角度对集热器换热性能的影响
2.3.4 肋片间距对集热器换热性能的影响
2.4 本章小结
第三章 储能型太阳能空气集热器传热性能数值模拟
3.1 储能型太阳能空气集热器传热分析及求解方法
3.1.1 传热分析
3.1.2 相变储能材料传热过程的求解方法
3.2 储能型太阳能空气集热器数值计算模型
3.2.1 模型的建立
3.2.2 网格划分
3.2.3 计算模型及条件参数设置
3.3 储能型太阳能空气集热器数值计算结果分析
3.3.1 相变材料温度和液相率随时间的变化规律
3.3.2 集热器空气出口温度随时间的变化规律
3.3.3 集热器集热效率随时间的变化规律
3.4 本章小结
第四章 储能型太阳能空气集热器传热性能的试验研究
4.1 试验原理及方法
4.2 试验器材与测量仪器
4.2.1 储能型太阳能空气集热器的设计
4.2.2 测试仪表的选用
4.2.3 试验平台的搭建
4.3 试验误差分析
4.4 试验结果分析
4.4.1 不同运行工况下集热器运行参数的变化规律
4.4.2 放热工况下集热器运行参数的变化规律
4.4.3 不利工况下集热器运行参数的变化规律
4.5 本章小结
第五章 结论与展望
5.1 结论
5.2 工作展望
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文情况
【参考文献】：
期刊论文
[1]开孔折流板型太阳能空气集热器流动传热特性研究[J]. 胡建军,马龙,刘凯彤,孙喜山. 热能动力工程. 2017(10)
[2]平板型太阳能空气集热器的研究进展[J]. 吴一博,侯思雨. 中国住宅设施. 2017(01)
[3]一种冲孔波纹板渗透型空气集热器性能优化研究[J]. 苗庆伟,由世俊,张欢,李博佳,梁宏博. 太阳能学报. 2016(10)
[4]平板型双流道太阳能空气集热器热性能研究[J]. 王林军,高章维,张东,刘伟. 太阳能学报. 2016(10)
[5]太阳能空气集热器和相变储能墙复合采暖系统分析[J]. 刘馨,冯国会,黄凯良. 储能科学与技术. 2015(06)
[6]节能减排约束下中国能源消费结构演变分析[J]. 柳亚琴,赵国浩. 经济问题. 2015(01)
[7]太阳能涂层在平板集热器上的应用研究(下)[J]. 姜立军,刁立鹏,徐冯. 家电科技. 2012(06)
[8]太阳能涂层在平板集热器上的应用研究(上)[J]. 姜立军,刁立鹏,徐冯. 家电科技. 2012(05)
[9]冲缝吸热板渗透型太阳能空气集热器性能研究[J]. 李宪莉,任绳凤,林国真,吕建,常茹,由世俊. 煤气与热力. 2012(04)
[10]扰流板型太阳能平板空气集热器数值模拟分析[J]. 刘一福,黄坤荣,王玉林. 机械研究与应用. 2012(01)
硕士论文
[1]带有多重V形非等高肋片的太阳能空气集热器的传热与流动特性数值研究[D]. 庆浩强.大连理工大学 2016
[2]开孔折流板型太阳能空气集热器流动传热特性研究[D]. 马龙.燕山大学 2016
[3]平板型双流道太阳能空气集热器热性能研究[D]. 高章维.兰州理工大学 2016
[4]相变储能型太阳能真空集热管内相变传热研究[D]. 薛花.东南大学 2015
[5]集热板上设有带间隙的多重V形肋片的太阳能空气集热器通道的传热与流动特性数值研究[D]. 张曼曼.大连理工大学 2015
[6]多重V形肋片型太阳能空气集热器传热与流动特性的数值研究[D]. 徐莎莎.大连理工大学 2014
[7]我国太阳能的空间分布及地区开发利用综合潜力评价[D]. 沈义.兰州大学 2014
[8]基于太阳能的相变储能新风高效换热系统研究[D]. 赵雷.沈阳建筑大学 2014
[9]扰流板型太阳能平板空气集热器数值模拟研究[D]. 刘一福.南华大学 2012
[10]相变储热太阳能木材干燥装置设计及性能研究[D]. 冯小江.北京林业大学 2010
本文编号：3624677
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