太陽能V型腔體式吸收器傳熱特性分析及相變蓄熱研究.pdf_第1頁
已閱讀1頁,還剩82頁未讀, 繼續(xù)免費閱讀

下載本文檔

版權(quán)說明:本文檔由用戶提供并上傳,收益歸屬內(nèi)容提供方,若內(nèi)容存在侵權(quán),請進行舉報或認領(lǐng)

文檔簡介

1、當前,在中高溫太陽能熱利用中,拋物槽式線聚焦集熱器占有重要位置,已廣泛應(yīng)用于干燥、海水淡化、制冷、供暖等領(lǐng)域。在槽式聚焦太陽能系統(tǒng)中,分散、低密度的太陽光經(jīng)拋物型反射器聚焦到位于其焦線上的吸收器上,被吸收器外表面接收并將能量傳遞給吸收器內(nèi)部流動的工作工質(zhì),從而將光能轉(zhuǎn)變?yōu)榭衫玫臒崮?因而其轉(zhuǎn)換效率將直接影響整個集熱系統(tǒng)的效率。通常應(yīng)用于此集熱器的吸收器有真空管式和腔體式兩種。真空管式吸收器由內(nèi)金屬圓管和外玻璃管組成,金屬管和玻璃管間抽

2、真空,由于玻璃和金屬封接膨脹系數(shù)不同,長期運行容易出現(xiàn)真空泄漏,使用壽命較短,且生產(chǎn)成本較高。 本文提出了一種可用于太陽能線聚焦集熱器的帶矩形翅片的V型腔體式吸收器,實現(xiàn)了低成本、高可靠性。
  本文根據(jù)蒙特卡洛計算原理,利用光線追跡法對其光學(xué)性能進行了模擬分析,得到腔體加熱面能流密度分布曲線。為研究吸收器傳熱特性,根據(jù)吸收器的傳熱熱阻網(wǎng)絡(luò)建立了能量平衡理論計算模型;并建立了三維傳熱數(shù)值模型,將光學(xué)模擬結(jié)果作為熱邊界條件模

3、擬研究了接收管內(nèi)部工質(zhì)流動傳熱特性。搭建了實驗測試平臺,以水和導(dǎo)熱油為傳熱工質(zhì)開展了熱性能實驗,驗證了模擬結(jié)果的準確性,以期研究結(jié)果進一步應(yīng)用于實際工程中。
  此外,由于太陽能的不穩(wěn)定性,蓄能問題是太陽能應(yīng)用的薄弱環(huán)節(jié)。相變蓄熱因蓄熱密度大、蓄放熱過程溫度變化小的特點,在太陽能熱利用領(lǐng)域受到了廣泛關(guān)注。本文建立了用于分析填充多孔介質(zhì)的PCM融化過程的雙溫度數(shù)值模型,模型中通過運用雙能量方程,得出石蠟和泡沫銅各自的溫度場,比較了純

4、石蠟與復(fù)合材料的融合情況,并研究了采用不同的金屬與石蠟間的換熱系數(shù)對石蠟融化過程的影響,為后續(xù)強化實驗的開展提供合理化建議。
  研究所得結(jié)論如下:(1)光學(xué)計算結(jié)果表明,聚焦后的太陽光線可被V型腔體連續(xù)反射后吸收,基本實現(xiàn)了光線無逃逸;腔體加熱表面的能流分布是非均勻的,其熱流分布情況受吸收器形狀因素影響很大。(2)根據(jù)穩(wěn)態(tài)能量平衡方程,可通過Matlab迭代計算可快速計算得到熱鏡、加熱壁面、外壁面、保溫層以及傳熱工質(zhì)出口溫度在穩(wěn)

5、態(tài)時的平均溫度,實驗與理論計算結(jié)果最大偏差小于8%,從而驗證了此計算模型的可靠性。(3)通過三維傳熱數(shù)值模擬模型計算結(jié)果,對比了有無翅片的兩種吸收器內(nèi)傳熱特性,結(jié)果表明在以水為工質(zhì)的對比工況(Tin=26℃, Ib=1000W/m2)下,加入翅片的吸收器中流體平均溫度從36.4℃上升到37.6℃,同時,加熱壁面的溫度則從69.12℃下降到54.22℃。由于翅片增加了換熱面積,增強了對流體流動的擾動作用,因而有效強化了加熱面與流體間換熱;

6、且由于熱量可快速傳給流動工質(zhì),使得加熱面的溫度降低,從而可減小通過加熱面向環(huán)境的對流以及輻射損失,從而減小熱損失。(4)根據(jù)分析質(zhì)量流量和太陽輻射量對出口溫度影響表明,在實際運用中,應(yīng)綜合考慮流量和輻射的影響關(guān)系,以使得熱量利用效率最大化。(5)相變蓄熱的模擬中,通過文獻的對比驗證了所建立的雙溫度模型的準確性;對比純石蠟,加入泡沫金屬,有效改善了熱堆積的現(xiàn)象,使溫度分布更均勻,強化傳熱效果明顯,有效加快了PCM的融化速率。(6)由于石蠟

溫馨提示

  • 1. 本站所有資源如無特殊說明,都需要本地電腦安裝OFFICE2007和PDF閱讀器。圖紙軟件為CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.壓縮文件請下載最新的WinRAR軟件解壓。
  • 2. 本站的文檔不包含任何第三方提供的附件圖紙等,如果需要附件,請聯(lián)系上傳者。文件的所有權(quán)益歸上傳用戶所有。
  • 3. 本站RAR壓縮包中若帶圖紙,網(wǎng)頁內(nèi)容里面會有圖紙預(yù)覽,若沒有圖紙預(yù)覽就沒有圖紙。
  • 4. 未經(jīng)權(quán)益所有人同意不得將文件中的內(nèi)容挪作商業(yè)或盈利用途。
  • 5. 眾賞文庫僅提供信息存儲空間,僅對用戶上傳內(nèi)容的表現(xiàn)方式做保護處理,對用戶上傳分享的文檔內(nèi)容本身不做任何修改或編輯,并不能對任何下載內(nèi)容負責。
  • 6. 下載文件中如有侵權(quán)或不適當內(nèi)容,請與我們聯(lián)系,我們立即糾正。
  • 7. 本站不保證下載資源的準確性、安全性和完整性, 同時也不承擔用戶因使用這些下載資源對自己和他人造成任何形式的傷害或損失。

最新文檔

評論

0/150

提交評論