太陽能熱水器內(nèi)部流動(dòng)性能正交模擬

【摘要】：研究全玻璃真空管式太陽能熱水裝置內(nèi)部的流動(dòng)性能,分別針對(duì)有無反光板和具有不同長(zhǎng)徑比、傾斜角度以及集熱管插管深的直流全玻璃真空管式太陽能熱水器進(jìn)行仿真模擬,以不同進(jìn)口溫度、質(zhì)量流量以及輸入熱流模擬熱水器的各種試驗(yàn)工況。采用正交試驗(yàn)效應(yīng)計(jì)算方法,定量分析對(duì)集熱管內(nèi)循環(huán)流速、停滯區(qū)比值、漩渦數(shù)等流場(chǎng)指標(biāo)起主要影響作用的因素。結(jié)果表明:對(duì)集熱管內(nèi)循環(huán)流速影響最大的是集熱管下表面熱流(約占絕對(duì)效應(yīng)總和的26%)以及水箱入口溫度(24%)。對(duì)集熱管內(nèi)停滯區(qū)比值影響最大的是集熱管下表面熱流,占25%,其次為集熱管偏離垂直方向的角度,占15%。水箱入口初溫和集熱管長(zhǎng)徑比是對(duì)集熱管內(nèi)漩渦數(shù)影響最大的2個(gè)因素,分別占絕對(duì)總效應(yīng)的36%和29%。因此等權(quán)重衡量各因素對(duì)集熱器3個(gè)流場(chǎng)指標(biāo)的影響差異,未來熱水器結(jié)構(gòu)改進(jìn)的方向漸次為:增加反光板,減小長(zhǎng)徑比,降低入口溫度,增加入口質(zhì)量流速,增大傾斜角度,增加選擇性吸收涂層吸收比,進(jìn)而增加上表面熱流,最后減小集熱管插入深度。 【作者單位】： 南京工業(yè)大學(xué)能源學(xué)院;江蘇太陽雨太陽能有限公司;
【關(guān)鍵詞】： 太陽能集熱器 全玻璃真空集熱管 正交設(shè)計(jì) 數(shù)值模擬(CFD)
【基金】：江蘇省科技支撐計(jì)劃資助項(xiàng)目(BE2008140)
【分類號(hào)】：TK515
【正文快照】： 國(guó)內(nèi)外學(xué)者做了大量有關(guān)全玻璃真空管式太陽能熱水器試驗(yàn)方面的研究,包括粒子圖像測(cè)速(PIV)熱成像技術(shù)[1]、流線跟蹤法[2]、透明半導(dǎo)體電熱膜加熱技術(shù)[3],模擬軟件也是研究的熱點(diǎn)[1-6],無論在定性還是定量層面上,對(duì)加熱流體的最大速度及其產(chǎn)生位置、兩個(gè)相對(duì)流動(dòng)的交叉點(diǎn)、熱

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