平板式太陽能空氣集熱器的實(shí)驗(yàn)研究和數(shù)值模擬.pdf

1、平板型太陽能空氣集熱器是一種利用空氣作為工作介質(zhì)的太陽能集熱裝置,特別適用于建筑采暖、工農(nóng)業(yè)除濕、農(nóng)產(chǎn)品干燥等領(lǐng)域。如何進(jìn)一步提高太陽能空氣集熱器的熱效率,是太陽能空氣集熱器得以廣泛推廣的關(guān)鍵。本課題圍繞提高太陽能空氣集熱器的熱效率,分別從試驗(yàn)和計(jì)算機(jī)數(shù)值模擬兩方面進(jìn)行研究,具體內(nèi)容如下:
　　 1.對(duì)平板式空氣集熱器的流道高度進(jìn)行改進(jìn),并對(duì)其進(jìn)行試驗(yàn)測(cè)量。結(jié)果表明,集熱器的流道高度降低后,流道斷面的平均流速提高,空氣與吸熱板間

2、的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)明顯增大,集熱器出口的空氣溫度上升,雖然流動(dòng)阻力增大,但是熱效率明顯提高,相對(duì)于高流道的集熱器,在相同條件下,瞬時(shí)效率高出約10％左右。
　　 2.對(duì)集熱器的進(jìn)口和出口流道進(jìn)行改進(jìn),用實(shí)驗(yàn)方法測(cè)試比較了流道改進(jìn)后的集熱器性能。采用改進(jìn)后的進(jìn)出口流道,使空氣均勻的流過吸熱板,大大減少了集熱器內(nèi)部的流動(dòng)死區(qū),增加了吸熱板與空氣的有效換熱面積,提高了集熱器的熱效率,在相同條件下,熱效率可提高20％左右。
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3、.采用數(shù)值模擬的方法,分析進(jìn)出口流道改進(jìn)后集熱器內(nèi)部空氣的流場(chǎng)、溫場(chǎng)的分布情況。結(jié)果表明,在V型吸熱板的擾動(dòng)下,流道內(nèi)產(chǎn)生的周期性節(jié)流與噴射效應(yīng),使吸熱板與空氣間的傳熱大大加強(qiáng)。傳統(tǒng)集熱器中心截面處有較大的漩渦,造成氣流短路,使吸熱板有效換熱面積減小,降低了熱效率。傳統(tǒng)集熱器中心截面上溫度分布不均勻,吸熱板上有局部高溫區(qū)；而改進(jìn)后集熱器中心截面溫度分布均勻,吸熱板的平均溫度低于傳統(tǒng)集熱器。
　　 4.簡(jiǎn)要介紹了透明蜂窩結(jié)構(gòu),對(duì)帶

4、透明蜂窩空氣集熱器的研究情況做了簡(jiǎn)要的總結(jié)。在前人研究蜂窩空氣集熱器的基礎(chǔ)上,介紹了本文設(shè)計(jì)的聚碳酸酯蜂窩平板型空氣集熱器的結(jié)構(gòu),并對(duì)其做了實(shí)驗(yàn)測(cè)試。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明,在相同條件下透明蜂窩蓋板的空氣集熱器瞬時(shí)效率最高達(dá)53％,比普通蓋板空氣集熱器高出15％左右。
　　 5.介紹了射流沖擊原理,對(duì)射流沖擊的研究情況做了簡(jiǎn)要的總結(jié)。闡述了本文設(shè)計(jì)的射流沖擊式空氣集熱器的結(jié)構(gòu),流道布置和吸熱板的設(shè)計(jì)等,并對(duì)其做了實(shí)驗(yàn)測(cè)試,實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明,集