翅片管式集热器/蒸发器的传热特性研究和结构优化

发布时间：2024-02-15 19:36

　　直膨式太阳能热泵系统同时吸收太阳能和空气能,既克服了太阳能能流密度不稳定的缺陷,也解决了空气源热泵在寒冷季节易结霜、效率低下的问题,因其高效环保的特性越来越受到人们的关注。集热/蒸发器作为吸收太阳能和空气能的关键部件,其性能直接影响热泵系统的性能。为优化热泵系统中集热器/蒸发器的结构,本文做了如下工作:在基管温度已知的情况下,建立了集热器/蒸发器中单个翅片管的一维导热模型,推导出了翅片效率、翅片管温度场及换热量的理论解。并用基于C语言编程的二维数值模拟验证了该理论解的正确性。使用该理论解分析了太阳辐射强度、太阳照射区域、翅片高度及过余温度对集热器/蒸发器传热特性的影响。结果表明,翅片吸收太阳辐射后,翅片顶部与根部的温差变大,翅片平均温度升高,与环境的传热温差减小,不利于对空气能的吸收。随着翅片高度的增加,翅片的对流换热量先增加再减小,会出现一个峰值,因此翅片高度并不是越大越好。当翅片高度和太阳辐射强度都很高时,翅片会向环境中放热,此时较小的对流换热系数反而有利于提高换热量。在管内流体温度和换热系数已知的情况下,建立了另一个集热器/蒸发器中单个翅片管的理论模型,理论推导出了温度场及换热量...

【文章页数】：69 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图１－１直膨式太阳能热泵系统??１．２．２平板式集热器／蒸发器的直膨式太阳能热泵系统研究现状??ｆ板式集热器／蒸发器又分为有无玻璃盖板、保温层

热泵系统形式多样、布置灵活，但系统较为复杂，太阳能集热器循环通常存在管道腐蚀??和冬季冻结的问题直膨式太阳能热栗系统组成少、结构简单紧凑、经济环保，投资??通常低ｊ＇？非ｆ１｛膨式太阳能热杲系统１＾。它将太阳能集热器和蒸发器整合为ｖ体，使制冷剂??直接吸收太阳能，降低了传热阯力，....

图２－１翅片管式集热器／蒸发器??理论解可以很直观地体现出各个参数之间的关系，不｛Ｈ「Ｉ丨以定量计算还可以定性分析，??

?第２章定基管温度的集热器／蒸发器传热特性研究???第２章定基管温度的集热器／蒸发器传热特性研究??本文所用的翅片管式集热器／蒸发器的结构如图２－１所示，其中的翅片管是由上下两个??薄铝片包裹铜管组成的，并在翅片表面涂有太阳能选择性吸收涂层，可以同时吸收太阳能??和空气能。相比较....

图１－２翅片坐标示意图??

?东北电力大学工学硕士学位论文???是可认为均匀的；??（ｄ）翅片顶端换热面积非常小，为方便求解，可以视为绝热；??根据前面的假设，所研究的问题变成了一个物理性质不变、一维稳态、有内热源的热??传导问题，其导热微分方程为：??４＋－＝〇?（２－１）??ｄｘ２?Ａ??＾?．?＾?／....

图２－２翅片的物理模型和边界??

?（２－３５）??将式（２－３４）和式（２－３５）代入式（２－３０），得翅片效率：??卜告）（严－丨）??ＸｍＡ－??ａｈｎＨＬ??？＝?１?＋ｙｍ－??（２－３６）??ｈＰＨ９０??２．２模型验证??运用二维数值模拟来验证上述一维导热模型，二维稳态导热微分方程如下：??＾?＋?....

本文编号：3900234