擾流平板式太陽能空氣集熱器的設計研究

【摘要】：能源是人類生存、經(jīng)濟發(fā)展、社會進步和現(xiàn)代文明不可缺少的重要支撐,在現(xiàn)代社會中占有及其重要的的地位。太陽能空氣集熱器因其冬季防凍、結構簡單易于保養(yǎng)維修以及性價比高等優(yōu)點深受人們喜愛,但因空氣的熱容量小,傳熱、蓄熱能力較低,從而使得集熱器的集熱效率較低。本文對擾流平板式太陽能空氣集熱器進行研究,以擾流孔板作為核心部件,直接影響空氣在流道內(nèi)的走向,增強了傳熱效果,提高了集熱效率。首先對擾流平板式太陽能空氣集熱器進行了理論分析研究,介紹了本設計的主要設計思想及其工作原理。然后通過試驗研究的方法分析了各影響因素對集熱器的影響程度,發(fā)現(xiàn)上流道式更適用于擾流平板式太陽能空氣集熱器。通過Fluent數(shù)值模擬軟件比較了擾流平板式太陽能空氣集熱器和傳統(tǒng)太陽能空氣集熱器,顯示設計的集熱器出口溫度比傳統(tǒng)集熱器出口溫度高,模擬的集熱效率提高了29.12%;對本文集熱器的傳熱和流動特性進行了模擬研究,針對不同送風速度和不同入口溫度兩方面進行了分析。最后應用正交試驗的方法,得出影響集熱效率的主次因素順序為:空氣流道高度擾流孔板間距與總長度之比孔板開孔面積與孔板面積之比,因素水平最優(yōu)組合為:孔板開孔面積與孔板面積之比(a/A)為0.12,擾流孔板間距與總長度之比(d/L)為1/7,空氣流道高度(H)為50mm,此時模擬出的集熱效率達到80.46%。 【關鍵詞】：太陽能空氣集熱器 擾流 集熱效率 數(shù)值模擬
【學位授予單位】：黑龍江八一農(nóng)墾大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TK513.1
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 第一章 緒論8-20
• 1.1 研究的目的與意義8-10
• 1.1.1 研究目的8-10
• 1.1.2 研究意義10
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀分析綜述10-16
• 1.2.1 國外研究現(xiàn)狀11-13
• 1.2.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀13-16
• 1.2.3 發(fā)展趨勢16
• 1.3 研究的主要內(nèi)容16-18
• 1.4 技術路線18-19
• 1.5 本章小結19-20
• 第二章 太陽能空氣集熱器設計20-32
• 2.1 太陽能空氣集熱器20
• 2.2 擾流平板式太陽能空氣集熱器的設計20-22
• 2.2.1 板設計20-21
• 2.2.2 擾流板上的開孔設計21
• 2.2.3 流道形式的選擇21-22
• 2.3 集熱器工作原理22
• 2.4 太陽輻射強度對空氣集熱器的作用22-25
• 2.4.1 照射到斜面上的太陽輻射22-24
• 2.4.2 集熱器所吸收的太陽輻射24-25
• 2.5 集熱器各部分的熱損失25-27
• 2.5.1 集熱器頂部熱損失26
• 2.5.2 集熱器底部熱損失26-27
• 2.5.3 集熱器側面熱損失27
• 2.6 空氣集熱器的熱平衡方程27-28
• 2.7 集熱器效率28-30
• 2.7.1 集熱器實際獲得的有效功率28
• 2.7.2 玻璃蓋板與外界環(huán)境間的對流傳熱系數(shù)28
• 2.7.3 空氣與吸熱板之間的對流系數(shù)28-29
• 2.7.4 空氣集熱器阻力29
• 2.7.5 集熱器效率的計算29-30
• 2.8 本章小結30-32
• 第三章 擾流平板式太陽能空氣集熱器的試驗研究32-40
• 3.1 試驗測試臺32-33
• 3.2 太陽能空氣集熱系統(tǒng)的原理33
• 3.3 試驗測試系統(tǒng)33-35
• 3.3.1 相關測試裝置33-35
• 3.3.2 測點布置35
• 3.4 試驗結果分析35-39
• 3.4.1 不同空氣質(zhì)量流量對集熱效率的影響36-37
• 3.4.2 集熱器出、入口溫度和太陽輻射強度隨時間的變化37
• 3.4.3 集熱效率和太陽輻射強度隨時間的變化37-38
• 3.4.4 上、下流道對擾流板間的溫度影響38-39
• 3.5 本章小結39-40
• 第四章 數(shù)值建模及正交試驗40-50
• 4.1 Fluent軟件概述40
• 4.2 數(shù)值計算模型的建立40-43
• 4.3 求解器及運行環(huán)境的設置43-45
• 4.3.1 模型形式選擇43-44
• 4.3.2 邊界條件的設定44-45
• 4.4 模擬驗證45
• 4.5 正交試驗45-49
• 4.6 本章小結49-50
• 第五章 模擬結果優(yōu)化分析50-60
• 5.1 擾流平板式太陽能空氣集熱器與傳統(tǒng)集熱器的對比50-51
• 5.2 擾流平板式太陽能空氣集熱器的云圖分析51-55
• 5.3 模擬優(yōu)化參數(shù)55-58
• 5.4 本章小結58-60
• 第六章 結論與展望60-62
• 6.1 結論60-61
• 6.2 展望61-62
• 參考文獻62-66
• 致謝66-68
• 個人簡歷68

您可以在本站搜索以下學術論文文獻來了解更多相關內(nèi)容

中國能源安全分析:基于最優(yōu)消費路徑視角    張生玲;郝宇;

平板式太陽能空氣集熱器流道改進的試驗研究和數(shù)值模擬    丁剛;左然;張旭鵬;王坤;

太陽能平板集熱器件縱橫比與板間距優(yōu)化    魏生賢;李明;季旭;林文賢;鄭土逢;李國良;羅熙;

滲透型太陽能空氣集熱器集熱效率研究    王崇杰;管振忠;薛一冰;王德林;

太陽能空氣集熱器中蜂窩結構的試驗對比研究    李平;張立平;戴巧利;

太陽能資源利用與太陽能建筑發(fā)展    劉爽;

傾斜TIM太陽能空氣集熱器的數(shù)值模擬    張立平;段清彬;

計算流體力學(CFD)的通用軟件    翟建華

V型太陽能空氣集熱器熱過程的數(shù)值模擬    袁旭東,田玫,黃素逸,王崇琦

射流-抽吸式空氣集熱器的研究    羅棣庵,李為工

中國新能源發(fā)展研究    張海龍

太陽能空氣集熱及雙效集熱模塊的實驗和理論研究    馬進偉

平板太陽能集熱器內(nèi)部溫度場和流場分布特性的研究    高留花

平板太陽能集熱器空氣夾層對流換熱數(shù)值模擬與實測分析    劉亞柯

A型地鐵客室氣流組織仿真分析及試驗    于曉良;王宗昌;劉紹禹;

開孔型折流板太陽能空氣集熱器參數(shù)優(yōu)化    胡建軍;馬龍;劉凱彤;孫喜山;

太陽能空氣集熱器吸熱板結構優(yōu)化及其數(shù)值模擬    程友良;楊國寧;王月坤;

內(nèi)置篩網(wǎng)預制式太陽能集熱板集熱效果試驗研究    王琪;楊立權;于淼;李松;

可再生能源在高校中的應用研究    趙玉清;戰(zhàn)家乙;董娜娜;吳銅;高艷;侯向陽;謝瀾誼;游永建;

微熱管陣列式太陽能平板空氣集熱器集熱性能    朱婷婷;刁彥華;趙耀華;馬騁;李鳳飛;

SK型靜態(tài)混合器的液液分散數(shù)值模擬    金作宏;

手套箱內(nèi)流場數(shù)值計算與實驗分析    董楨;鄧靜;李文龍;谷帆江;

太陽能輔助熱源密集烤房集熱器最佳上下通道空間比的實驗研究    沈燕金;許龍;馮坤;周煉川;唐國俊;汪秋霖;李潤濤;王剛;

全流道式平板型太陽能集熱器的試驗研究與模擬分析    王勇;段廣彬;丁海成;盧郁;劉宗明;

間歇性能源大數(shù)據(jù)處理與能量管理技術研究    梅華威

多功能太陽能光伏光熱集熱器的理論和實驗研究    郭超

北方住宅冬季通風與高效儲能新風系統(tǒng)研究    黃凱良

新型太陽能空氣集熱器性能及其在村鎮(zhèn)建筑中的應用研究    李博佳

多種太陽能新技術在示范建筑中的應用研究    于志

擾流平板式太陽能空氣集熱器的設計研究    陳思

積塵對平板型太陽能集熱系統(tǒng)性能的影響    侯祎

拋物面槽式太陽能平板接收器熱性能研究    張欣宇

新型熱管平板太陽能集熱器及其數(shù)值研究    曾社銓

青海地區(qū)太陽能地下水源熱泵復合系統(tǒng)供熱特性研究    張龍

多種可再生能源互補的聯(lián)合循環(huán)系統(tǒng)研究    連小龍

百頁式太陽集熱器瞬態(tài)熱性能數(shù)值模擬與分析    成紅娟

平板太陽能集熱器內(nèi)部溫度場和流場分布特性的研究    高留花

太陽能平板集熱／儲熱系統(tǒng)    蘇文佳;左然;張志強;李平;張立平;

全球大宗商品供求價格彈性分析    滕泰;羿偉強;趙虹;楊東華;

基于我國能源缺口模型的能源可持續(xù)發(fā)展探析    龔志民;

帶透明蜂窩的太陽空氣加熱器的實驗研究(Ⅰ)——不同結構空氣加熱器的性能比較    葉宏,葛新石,莊雙勇,程曉舫,王軍,許勤堂,奚益民

太陽空氣加熱系統(tǒng)漫談    葛新石 ,葉宏

CFD通用軟件綜述    姚征,陳康民

計算流體力學(CFD)在化學工程中的應用    尹曄東,王運東,費維揚

太陽能空氣集熱器Ⅱ型的數(shù)學模型和數(shù)值計算    林金清,蘇亞欣

太陽能空氣集熱器(Ⅰ型)的數(shù)學模型研究    林金清

大孔徑復合透明蜂窩結構中對流-輻射耦合傳熱的計算    黃護林,施明恒,葛新石

歐盟新能源法律與政策研究    程荃

我國能源安全評價體系及對策研究    常軍乾

平板太陽能集熱器空氣夾層對流換熱數(shù)值模擬與實測分析    劉亞柯

具有玻璃管蜂窩蓋板的太陽能空氣集熱器的研究    張志強

高效平板太陽能集熱器蓋板的熱工性能實驗研究    張洪敏

太陽能熱水器與建筑一體化設計的研究    譚艷平

集熱器效率與能量曲線統(tǒng)一的探討    周玲;馬迎昌;馬光柏;

美國幾種干燥谷物用的集熱器    王興禮;

太陽能集熱器性能的粗略估算    劉鑒民;

扁盒式集熱器的制作    劉學仁;馬劍純;

兩種平板空氣集熱器性能的研究    張珂理,陳美英,葛新石

集熱器最佳傾角的選擇    唐潤生,呂恩榮

美日等國集熱器安裝量    王清勤;

平板空氣集熱器    

不同工業(yè)用熱系統(tǒng)對集熱器型式的選擇    

太陽墻集熱器    洪業(yè);

太陽能空氣集熱器的熱性能研究    李文芳;

太陽能空氣集熱器熱性能測試方法研究    孫峙峰;

太陽能空氣集熱器的蜂窩結構試驗研究    段清彬;左然;張立平;

一種新型太陽能集熱器——陽光板集熱器    彭三兵;付祥釗;羅剛;

太陽能空氣集熱器熱性能的實驗研究    邱林;鄒越;黃莉;任耿;閆敏;

高承壓性集熱器板芯多材復合制造工藝的探尋    李韜鵬;

太陽能建材技術的研究與開發(fā)——新型平板式集熱器的設計和性能    趙春江;王恒龍;

太陽能空氣集熱器傳熱性能實驗研究    魏琪;趙俊;

新型太陽能光伏光熱集熱器的實驗研究    李寧軍;趙耀華;梁琳;戴旭;

平板型太陽能空氣集熱器研究進展    李麗艷;

太陽能熱利用科普問答(一)    驀妮

太陽能光熱系統(tǒng) 上還是不上？    馬琳

雨棚和墻體裝飾都是集熱器    本報記者 鄒偉

桑普平板式集熱器獨領市場風騷    本報記者 戴志忠

一部集熱器能供兩萬人同時洗浴?    石北燕

一個發(fā)明家的價值觀    本報記者 李家杰

設計多類型系統(tǒng) 完善太陽能熱利用市場    本報記者 蒙華 劉榮慧

北京櫻桃溝村民用能六成來自太陽能    記者 蒙華

多功能太陽能光伏光熱集熱器的理論和實驗研究    郭超

新型太陽能空氣集熱器性能及其在村鎮(zhèn)建筑中的應用研究    李博佳

與建筑一體化太陽能雙效集熱器系統(tǒng)的實驗和理論研究    羅成龍

SCPC集熱器及其太陽能熱泵熱水系統(tǒng)研究    穆振英

蜂窩平板式太陽能空氣集熱器及太陽墻的研究    張立平

平板型熱管太陽能空氣集熱器熱性能實驗研究    向開根

承壓容積式太陽能集熱器的開發(fā)與應用    王金標

凹凸板太陽能空氣集熱器的研究    李文輝

中低溫空氣集熱器熱性能特性研究及應用    常偉

平板太陽能集熱器的若干關鍵技術研究    施燕華

太陽能槽式集熱器性能及應用研究    黃靖

基于圓管CPC集熱器的性能研究    許瑞華

波形板太陽能空氣集熱器性能研究及優(yōu)化    陳懷

平板太陽能微通道集熱器流體集熱效應研究與模擬    王勇