全玻璃太陽(yáng)能真空集熱管流場(chǎng)和溫度場(chǎng)的研究

【摘要】： 本文利用FLUENT計(jì)算和實(shí)驗(yàn)相結(jié)合，揭示了全玻璃太陽(yáng)能真空集熱管測(cè)試狀態(tài)下的流場(chǎng)和溫度場(chǎng)的規(guī)律，分析了太陽(yáng)能真空集熱管流場(chǎng)和溫度場(chǎng)的影響因素，對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和國(guó)家檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)做出了評(píng)價(jià)。主要研究?jī)?nèi)容和研究成果如下： 1．根據(jù)太陽(yáng)能真空集熱管的物理模型和FLUENT的建模要求，建立了太陽(yáng)能真空集熱管的FLUENT計(jì)算模型，根據(jù)太陽(yáng)能真空集熱管在悶曬、空曬和散熱狀態(tài)下的工作條件，設(shè)置FLUENT計(jì)算的邊界條件，對(duì)三種工況下的流場(chǎng)和溫度場(chǎng)進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算結(jié)果與實(shí)驗(yàn)測(cè)試結(jié)果非常吻合； 2．通過(guò)FLUENT計(jì)算，清楚地觀察到太陽(yáng)能真空集熱管壁面和中心部分，頂部、中部和底部在各種工況下的流場(chǎng)分布均不相同；得出了各種工況下的溫度-時(shí)間變化曲線，沿軸線方向的溫度梯度；同時(shí)還計(jì)算了各部分熱損的傳熱流量； 3．分析了各種因素對(duì)太陽(yáng)能真空集熱管流場(chǎng)和溫度場(chǎng)的影響。直徑越大，熱效率越高，但升溫能力弱；長(zhǎng)度對(duì)熱效率影響不大；傾斜角度大于30°后，自然對(duì)流已經(jīng)能夠充分進(jìn)行，考慮以能夠吸收到最大太陽(yáng)輻射為主；真空度和發(fā)射率對(duì)熱效率和溫度場(chǎng)影響很大，尤其是在介質(zhì)溫度與環(huán)境溫度差異比較大時(shí)；水垢對(duì)傳熱影響較小但由于水質(zhì)的問(wèn)題應(yīng)該被3～5年清洗一次；太陽(yáng)輻射強(qiáng)度越大，介質(zhì)溫度與環(huán)境溫度差異越大，熱損失越大，效率越低； 4．對(duì)太陽(yáng)能真空集熱管的國(guó)家檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)做出了評(píng)價(jià)。用空曬性能參數(shù)和悶曬性能參數(shù)來(lái)評(píng)價(jià)太陽(yáng)能真空集熱管的好壞即可，取消平均熱損系數(shù)指標(biāo)，空曬性能參數(shù)反映高溫能力，悶曬性能參數(shù)反映正常工作時(shí)的升溫能力。兩者用統(tǒng)一的指標(biāo)和測(cè)試條件來(lái)計(jì)算，規(guī)定初始溫度和測(cè)試時(shí)間，規(guī)定一定范圍的太陽(yáng)輻照度和環(huán)境溫度，用溫度升高值除以輻照強(qiáng)度得到評(píng)價(jià)值。 5.對(duì)太陽(yáng)能真空集熱管結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化.在不影響安裝和增加成本的情 況下，應(yīng)適當(dāng)增加太陽(yáng)能真空集熱管的長(zhǎng)度;根據(jù)當(dāng)?shù)氐臍夂驐l件和使用要 求來(lái)綜合考慮選擇直徑;國(guó)標(biāo)規(guī)定的真空度必須達(dá)到5 x10’zPa，發(fā)射率小 于0.1是合理的;彈簧卡子不要選用很寬、很大的尺寸，盡量減少接觸熱損; 吸氣劑并非越多越好，只要能夠吸收殘余氣體，保證一定的真空度即可。 【關(guān)鍵詞】：全玻璃太陽(yáng)能真空集熱管 流場(chǎng) 溫度場(chǎng) FLUENT
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2004
【分類(lèi)號(hào)】：TK51
【目錄】：

• 摘要5-7
• Abstract7-9
• 第一章 太陽(yáng)能真空集熱管流場(chǎng)和溫度場(chǎng)研究意義及方法9-21
• 1.1 引言9-11
• 1.2 全玻璃太陽(yáng)能真空集熱管工作機(jī)理11-13
• 1.3 太陽(yáng)能真空集熱管性能評(píng)價(jià)指標(biāo)及國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)13-17
• 1.4 太陽(yáng)能真空集熱管流場(chǎng)和溫度場(chǎng)研究17-21
• 1.4.1 研究意義17-19
• 1.4.2 研究方法19-21
• 第二章 太陽(yáng)能真空集熱管流場(chǎng)和溫度場(chǎng)FLUENT計(jì)算模型21-52
• 2.1 FLUENT計(jì)算模型和求解方法21-26
• 2.1.1 Fluent計(jì)算模型21-24
• 2.1.2 Fluent求解方法24-26
• 2.2 太陽(yáng)能真空集熱管悶曬狀態(tài)下流場(chǎng)和溫度場(chǎng)FLUENT計(jì)算26-40
• 2.2.1 定義計(jì)算模型26-30
• 2.2.2 建立實(shí)體模型和劃分網(wǎng)格30-31
• 2.2.3 Fluent求解器選擇及邊界條件的設(shè)定31-33
• 2.2.4 設(shè)定控制參數(shù)、初始化及計(jì)算33
• 2.2.5 后處理分析33-40
• 2.3 太陽(yáng)能真空集熱管各種狀態(tài)下的流場(chǎng)和溫度場(chǎng)FLUENT計(jì)算40-52
• 2.3.1 熱損系數(shù)測(cè)試狀態(tài)下的流場(chǎng)和溫度場(chǎng)40-46
• 2.3.2 空曬狀態(tài)下的流場(chǎng)和溫度場(chǎng)46-52
• 第三章 太陽(yáng)能真空集熱管流場(chǎng)和溫度場(chǎng)影響因素分析52-92
• 3.1 直徑和長(zhǎng)度的影響52-62
• 3.2 傾斜角度的影響62-69
• 3.3 初始溫度和時(shí)間的影響69-71
• 3.4 真空度和發(fā)射率的影響71-83
• 3.5 水垢的影響83-85
• 3.6 輻照強(qiáng)度的影響85-92
• 第四章 太陽(yáng)能真空集熱管性能評(píng)價(jià)指標(biāo)和結(jié)構(gòu)優(yōu)化92-96
• 4.1 太陽(yáng)能真空集熱管結(jié)構(gòu)優(yōu)化92-93
• 4.2 太陽(yáng)能真空集熱管性能評(píng)價(jià)指標(biāo)93-96
• 第五章 總結(jié)和展望96-99
• 參考文獻(xiàn)99-102
• 致謝102

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