太陽能熱管啟動(dòng)性能實(shí)驗(yàn)研究

【摘要】： 太陽能熱管作為熱管真空管集熱器的核心部件,對(duì)集熱器的集熱性能及安全性能起著重要的作用。本課題組為了解決太陽能熱管的防凍問題,提出了利用混合工質(zhì)(水和乙醇)代替單一工質(zhì)(水)的新思路,研究了工質(zhì)濃度、充液率、傾角、加熱功率對(duì)太陽能熱管傳熱性能的影響。熱管能否正常的迅速的啟動(dòng)進(jìn)入穩(wěn)定工作狀態(tài),對(duì)熱管的實(shí)際應(yīng)用有重要意義。本文在課題組前人工作的基礎(chǔ)上,進(jìn)一步對(duì)太陽能熱管的啟動(dòng)性能展開了實(shí)驗(yàn)研究工作。 本文設(shè)計(jì)了一套一體化便捷式的熱管抽真空充液系統(tǒng),并研究出一種反復(fù)讓熱管工質(zhì)蒸發(fā)冷凝從而徹底排除不冷凝性氣體,采用毛細(xì)銅管作熱管工藝管,在加熱熱管管內(nèi)正壓的情況下機(jī)械密封熱管的熱管制作方法,從而確保所做熱管具有良好的性能。 本文通過實(shí)驗(yàn)研究了工質(zhì)濃度、傾角、蒸發(fā)溫度、不冷凝性氣體對(duì)熱管啟動(dòng)性能的影響,得出了以下結(jié)論: (1)工質(zhì)的濃度對(duì)熱管啟動(dòng)性能的影響在恒溫水浴的溫度高低不同時(shí)有根本的不同。 a在較低的恒溫水浴溫度(40℃,50℃)時(shí),影響工質(zhì)蒸汽在冷凝段的冷凝放熱量的主要是工質(zhì)潛熱,純水的啟動(dòng)性能最好,隨著乙醇濃度的增加,熱管的啟動(dòng)性能遞減。 b在較高的恒溫水浴溫度(70℃)時(shí),影響工質(zhì)蒸汽在冷凝段的冷凝放熱量的主要是工質(zhì)蒸發(fā)量,純乙醇的熱管啟動(dòng)性能最好,隨著乙醇濃度的減少,熱管的啟動(dòng)性能遞減。 (2)熱管的最佳傾角為45°,合適的傾角范圍為30°～60°,熱管垂直時(shí)的啟動(dòng)性能最差。 (3)熱管的啟動(dòng)時(shí)間跟蒸發(fā)溫度成線性反比關(guān)系,熱管冷凝段的溫度跟蒸發(fā)溫度成線性正比關(guān)系。 (4)不冷凝性氣體嚴(yán)重的影響熱管的啟動(dòng)性能,常常導(dǎo)致熱管啟動(dòng)的失敗,必須確保熱管的氣密性和在熱管制作過程盡量徹底清除工質(zhì)溶解的不冷凝性氣體。 【關(guān)鍵詞】：熱管 啟動(dòng)性能 瞬時(shí)特性 混合工質(zhì) 太陽能集熱器
【學(xué)位授予單位】：北京工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2009
【分類號(hào)】：TK172.4
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-7
• 物理量名稱及符號(hào)表7-10
• 第1章 緒論10-18
• 1.1 本課題的研究背景10
• 1.1.1 開發(fā)太陽能的迫切性10
• 1.1.2 太陽能熱水器的市場(chǎng)前景10
• 1.2 本選題的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀10-16
• 1.2.1 熱管作為太陽能熱水器傳熱裝置的優(yōu)點(diǎn)及傳熱性能影響因素10-11
• 1.2.2 熱管啟動(dòng)性能研究11-16
• 1.3 本課題的主要工作16
• 本章小結(jié)16-18
• 第2章 實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)及其改進(jìn)18-30
• 2.1 熱管的改進(jìn)18-19
• 2.1.1 原有熱管18
• 2.1.2 熱管的改進(jìn)18-19
• 2.2 一體化便捷式抽真空充液系統(tǒng)的設(shè)計(jì)19-24
• 2.2.1 工質(zhì)充裝系統(tǒng)組成部分19-20
• 2.2.2 充液量筒20-22
• 2.2.3 擴(kuò)散泵機(jī)組22-23
• 2.2.4 工質(zhì)充裝輔助系統(tǒng)23-24
• 2.3 熱管工質(zhì)充裝方法的改進(jìn)24-26
• 2.3.1 常用熱管工質(zhì)充裝方法24
• 2.3.2 工質(zhì)充裝方法的改進(jìn)24-25
• 2.3.3 具體操作方法25-26
• 2.4 熱管啟動(dòng)性能實(shí)驗(yàn)26-29
• 2.4.1 概述26
• 2.4.2 實(shí)驗(yàn)工況的確定26
• 2.4.3 實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)26-28
• 2.4.4 實(shí)驗(yàn)步驟28-29
• 本章小結(jié)29-30
• 第3章 工質(zhì)濃度的影響30-37
• 3.1 恒溫水浴溫度為40℃30-32
• 3.2 恒溫水浴溫度為50℃32-34
• 3.3 恒溫水浴溫度為70℃34-35
• 3.4 工質(zhì)濃度對(duì)啟動(dòng)性能的影響分析35-36
• 本章小結(jié)36-37
• 第4章 傾角的影響37-44
• 4.1 傾角對(duì)40%乙醇濃度熱管啟動(dòng)性能的影響37-38
• 4.2 傾角對(duì)60%乙醇濃度熱管啟動(dòng)性能的影響38-40
• 4.3 傾角對(duì)純乙醇熱管啟動(dòng)性能的影響40-42
• 4.4 傾角對(duì)熱管啟動(dòng)性能的影響42
• 本章小結(jié)42-44
• 第5章 其他因素的影響44-50
• 5.1 蒸發(fā)段溫度的影響44-47
• 5.2 不冷凝性氣體的影響47-49
• 本章小結(jié)49-50
• 結(jié)論50-52
• 參考文獻(xiàn)52-55
• 附錄 JK型油擴(kuò)散泵機(jī)組操作程序55-56
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文56-57
• 致謝57

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