太陽能熱水系統(tǒng)流體均布研究.pdf

1、摘要目前我國(guó)太陽能熱水器產(chǎn)業(yè)進(jìn)入高速發(fā)展時(shí)期,每年以20﹪-30﹪的速度增長(zhǎng),到2002年,年產(chǎn)量已達(dá)1000萬m<'2>,年產(chǎn)值達(dá)110億元,占世界第一位,太陽能熱水器已成為太陽能熱利用中最成熟、最具經(jīng)濟(jì)性的產(chǎn)品,太陽能熱水器產(chǎn)業(yè)成為了世界快速、穩(wěn)定發(fā)展的新興產(chǎn)業(yè)之一.太陽能集熱器陣列中的流體分布極不均勻,在同一集熱器陣列中流過不同集熱器中的流量可能相差幾倍、十幾倍、甚至數(shù)十倍,從而使太陽能熱水系統(tǒng)熱效率降低,能量損失較大.本課題針對(duì)

2、太陽能集熱器陣列中流量分布不均的問題,通過對(duì)太陽能熱水系統(tǒng)建立理論模型、實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ?尋求解決太陽能集熱器系統(tǒng)流量分布不均的思路和方法.根據(jù)流體力學(xué)知識(shí)對(duì)太陽能熱水系統(tǒng)建立了一個(gè)數(shù)學(xué)離散型模型,簡(jiǎn)化計(jì)算過程,提出了流量分布不均的理論依據(jù).利用計(jì)算機(jī)對(duì)數(shù)學(xué)離散模型進(jìn)行數(shù)值模擬,確定了系統(tǒng)的流量分布規(guī)律.進(jìn)而建立流體均布模型,利用計(jì)算機(jī)模擬,研究分析使流體均勻分布所需的集管阻力特征.研究太陽能熱水系統(tǒng)集管阻力特性對(duì)流量分布的影響,為解決太陽能熱

3、水系統(tǒng)流量分布不均奠定了理論基礎(chǔ).在理論分析的基礎(chǔ)上,探討工程上解決流體分布均勻化的方法.建立實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ?測(cè)試必要的流體阻力參數(shù),得到了支管的總沿程阻力系數(shù)k3和集管的總沿程阻力系數(shù)k:k<,3>=443.535Re<'-0.1839>k=460.9486Re<'-0.3315>根據(jù)測(cè)得的流體阻力系數(shù),計(jì)算太陽能熱水系統(tǒng)集熱器陣列在自然狀態(tài)時(shí)的流量分布,驗(yàn)證離散型數(shù)學(xué)模型的正確性.同時(shí)根據(jù)流體均布模型,建立一個(gè)流量均布的實(shí)體模型,測(cè)量流體