以R245fa为介质的蒸汽型太阳能集热系统集热特性模拟
发布时间：2023-03-24 00:27
太阳能技术利用太阳的能量为家庭、商业和工业提供了热量、光能、热水、电力,甚至冷量,例如光电系统(太阳能电池)、太阳能集热系统、被动式太阳能光热系统、太阳能热水系统、采暖系统及空间制冷系统。研究的方向主要有光电研究和光热研究。虽然太阳能系统的效率和可靠性增长速度惊人,并为越来越多的家庭和企业所选用,但它仍然有很大的改进空间。 本课题在现有的太阳能热利用的研究和应用的基础上,提出了一种汽液分离式蒸汽型太阳能集热系统,并使用新工质R245fa。系统有两部分集热器构成,第一部分集热器将工质由液态加热转化为饱和气态,第二部分集热器将饱和气态的工质转化为高温高压的过热蒸气。在第一个过程中,工质处于混合的两相流状态,本文在第一级的集热器上设置汽液分离装置,保证工质蒸气的输出。由于在整个过程中,工质存在相变,储存了汽化潜热。而汽化潜热的数值要比普通的液态传热所吸收的热量大很多,从而获得了更多的可用能。 本课题以大连为研究对象,建立了非稳态数学模型,选取了平板型集热器和热管型集热器,对上述过程进行了动态数值模拟,得到了集热器各部件的温度变化关系,并实现了液态向气态转变的过程。并对太阳辐射量、室外温度、室...
【文章页数】：123 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
主要符号表
第1章 绪论
1.1 能源现状及我国太阳能分布特点
1.2 太阳能热利用分类及发展现状
1.3 太阳能集热器分类及国内外研究现状
1.3.1 集热器的分类
1.3.2 集热器数值模拟国内外研究现状
1.4 高温工质研究进展
1.5 太阳能蒸汽系统的国内外研究
1.6 本课题研究意义及内容
第2章 汽液分离蒸汽型太阳能集热系统数学模型
2.1 汽液分离蒸汽型太阳能集热系统原理
2.2 高温工质R245fa的物性参数及数学模型
2.2.1 高温工质R245fa的热物理性质
2.2.2 高温工质R245fa基础物性参数模型
2.2.3 高温工质R245fa热力性质数学模型
2.2.4 高温工质R245fa迁移性质数学模型
2.3 以R245fa为工质太阳能集热器热过程的瞬态数值模型
2.3.1 平板型太阳能集热器动态模型
2.3.2 热管式太阳能集热器动态模型
2.4 本章小结
第3章 以R245fa为工质的蒸汽型太阳能集热系统的瞬态数值模拟
3.1 蒸汽型太阳能集热系统模拟原理
3.2 饱和液体循环过程模拟计算
3.2.1 气象条件
3.2.2 集热器基本物性参数
3.2.3 各部件热损失系数的计算
3.2.4 动态模型求解
3.2.5 计算结果分析
3.3 气液两相流受热过程模拟计算
3.3.1 气液两相流基本概念及相变原理
3.3.2 两相沸腾传热系数计算
3.3.3 动态模型求解
3.3.4 计算结果分析
3.4 饱和蒸汽过热过程模拟计算
3.4.1 热管型集热器管内工质的要求
3.4.2 无机超导热管型集热器及基本物性参数
3.4.3 热管中工质过热与集管工质的换热计算
3.5 正常工作阶段液体循环过程模拟计算
3.6 本章小结
第4章 汽液分离蒸汽型太阳能集热系统影响因素分析及改进方案
4.1 汽液蒸汽型太阳能集热系统影响因素分析
4.1.1 平板型集热器的工质质量流量
4.1.2 平板型集热器的工质质量
4.1.3 全年典型日期的运行情况
4.1.4 全国典型地区的运行情况
4.2 汽液分离蒸汽型太阳能集热系统改进方案
4.2.1 系统启动前的工质预热
4.2.2 集热器形式的改进
4.3 本章小结
第5章 汽液分离蒸汽型太阳能集热试验台设计
5.1 实验房热负荷计算
5.1.1 实验房概况
5.1.2 热负荷计算方法
5.1.3 热负荷计算结果
5.2 太阳能集热器选型
5.2.1 双级太阳能集热器
5.2.2 热水采暖太阳能集热器
5.3 采暖系统设计
5.4 本章小结
结论与展望
1 论文结论
2 系统应用展望
2.1 与制冷系统联合的太阳能集热系统展望
2.2 与发电系统联合的太阳能集热系统展望
参考文献
附录
攻读学位期间发表的学术论文及其他成果
致谢
本文编号：3769065
【文章页数】：123 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
主要符号表
第1章 绪论
1.1 能源现状及我国太阳能分布特点
1.2 太阳能热利用分类及发展现状
1.3 太阳能集热器分类及国内外研究现状
1.3.1 集热器的分类
1.3.2 集热器数值模拟国内外研究现状
1.4 高温工质研究进展
1.5 太阳能蒸汽系统的国内外研究
1.6 本课题研究意义及内容
第2章 汽液分离蒸汽型太阳能集热系统数学模型
2.1 汽液分离蒸汽型太阳能集热系统原理
2.2 高温工质R245fa的物性参数及数学模型
2.2.1 高温工质R245fa的热物理性质
2.2.2 高温工质R245fa基础物性参数模型
2.2.3 高温工质R245fa热力性质数学模型
2.2.4 高温工质R245fa迁移性质数学模型
2.3 以R245fa为工质太阳能集热器热过程的瞬态数值模型
2.3.1 平板型太阳能集热器动态模型
2.3.2 热管式太阳能集热器动态模型
2.4 本章小结
第3章 以R245fa为工质的蒸汽型太阳能集热系统的瞬态数值模拟
3.1 蒸汽型太阳能集热系统模拟原理
3.2 饱和液体循环过程模拟计算
3.2.1 气象条件
3.2.2 集热器基本物性参数
3.2.3 各部件热损失系数的计算
3.2.4 动态模型求解
3.2.5 计算结果分析
3.3 气液两相流受热过程模拟计算
3.3.1 气液两相流基本概念及相变原理
3.3.2 两相沸腾传热系数计算
3.3.3 动态模型求解
3.3.4 计算结果分析
3.4 饱和蒸汽过热过程模拟计算
3.4.1 热管型集热器管内工质的要求
3.4.2 无机超导热管型集热器及基本物性参数
3.4.3 热管中工质过热与集管工质的换热计算
3.5 正常工作阶段液体循环过程模拟计算
3.6 本章小结
第4章 汽液分离蒸汽型太阳能集热系统影响因素分析及改进方案
4.1 汽液蒸汽型太阳能集热系统影响因素分析
4.1.1 平板型集热器的工质质量流量
4.1.2 平板型集热器的工质质量
4.1.3 全年典型日期的运行情况
4.1.4 全国典型地区的运行情况
4.2 汽液分离蒸汽型太阳能集热系统改进方案
4.2.1 系统启动前的工质预热
4.2.2 集热器形式的改进
4.3 本章小结
第5章 汽液分离蒸汽型太阳能集热试验台设计
5.1 实验房热负荷计算
5.1.1 实验房概况
5.1.2 热负荷计算方法
5.1.3 热负荷计算结果
5.2 太阳能集热器选型
5.2.1 双级太阳能集热器
5.2.2 热水采暖太阳能集热器
5.3 采暖系统设计
5.4 本章小结
结论与展望
1 论文结论
2 系统应用展望
2.1 与制冷系统联合的太阳能集热系统展望
2.2 与发电系统联合的太阳能集热系统展望
参考文献
附录
攻读学位期间发表的学术论文及其他成果
致谢
本文编号：3769065
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