太阳辐射强度和温度对增强型冷却塔换热性能影响的研究

发布时间：2024-12-07 06:31

　　 太阳能增强型自然通风冷却塔(SENDDCT)作为一种新型空气冷却系统,可利用太阳能提高自然通风冷却塔的效率。利用FLUENT软件建立太阳能增强型冷却塔的三维模型,研究太阳辐射强度和环境温度对其性能的影响;同时设计并搭建太阳能增强型冷却塔的实验系统,在实际天气条件下研究太阳辐射强度对其换热性能的影响。模拟结果表明太阳辐射强度一定时,通过换热器的空气流速以及换热率都会随着环境温度升高而降低。太阳辐射强度为500 W时,环境温度由10℃升到40℃,换热率由1.106 kW下降到0.281 kW。实验结果表明有辐射时冷却塔入口处的平均空气温度要比无辐射时的高5℃;实验期间无辐射时的平均换热率为0.682 kW,有辐射时的平均换热率为0.794 kW,即利用太阳能将平均换热率提高了0.112 kW。

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【部分图文】：

图1 太阳能增强型冷却塔实物图

实验系统主要由冷却塔塔身、换热器、太阳能集热器和循环水管路4部分组成，实验实物图如图1所示。其中，冷却塔塔身为双曲线结构。太阳能集热器由透明盖板和太阳能吸热器组成，透明盖板为亚克力板，其透光率达92%以上。翅片管换热器采用水平布置的方式。冷却塔设计参数如表2所示。实验运行原理：冷....

图4 换热率随环境温度的变化曲线

图4是不同太阳辐射强度下换热率随环境温度的变化曲线。由图4可看出，当太阳辐射强度一定时，换热率随环境温度升高而降低。以S=500W时为例，环境温度由10℃升到40℃时，换热率由1.106kW下降到0.281kW，这是因为环境温度越高，流经换热器的空气流速越低，对流换热越差，....

图5 无辐射时SENDDCT集热器内部空气温度随时间变化曲线

图5为有、无太阳辐射情况下，集热器内空气温度随时间的变化曲线，其中1点、2点、3点分别代表集热器入口、集热器中间、集热器末端（冷却塔入口）的空气温度。从图5可看出有辐射时，空气在集热器内流动时温度逐渐升高。以12:30时刻为例，由1点的21℃，升到2点的22.4℃，再升到3点的2....

图6 太阳辐射强度及有、无辐射下换热率随时间的变化曲线

图6为实验期间太阳辐射强度以及有、无辐射时换热率随时间的变化曲线。从图6可以看出，太阳辐射强度先增大后减小，在12:30达到峰值1123W/m2。有辐射时，换热率随时间呈先增大再减小的趋势，与太阳辐射强度的变化趋势基本保持一致，在13:00达到峰值0.83kW，与最大太阳辐射....

本文编号：4014956