太陽能熱水系統(tǒng)流體均布研究.pdf

1、摘要目前我國太陽能熱水器產業(yè)進入高速發(fā)展時期,每年以20﹪-30﹪的速度增長,到2002年,年產量已達1000萬m<'2>,年產值達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、最具經濟性的產品,太陽能熱水器產業(yè)成為了世界快速、穩(wěn)定發(fā)展的新興產業(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

2、太陽能集熱器陣列中流量分布不均的問題,通過對太陽能熱水系統(tǒng)建立理論模型、實驗模型,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.根據流體力學知識對太陽能熱水系統(tǒng)建立了一個數學離散型模型,簡化計算過程,提出了流量分布不均的理論依據.利用計算機對數學離散模型進行數值模擬,確定了系統(tǒng)的流量分布規(guī)律.進而建立流體均布模型,利用計算機模擬,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.在理論分析的基礎上,探討工程上解決流體分布均勻化的方法.建立實驗模型,測試必要的流體阻力參數,得到了支管的總沿程阻力系數k3和集管的總沿程阻力系數k:k<,3>=443.535Re<'-0.1839>k=460.9486Re<'-0.3315>根據測得的流體阻力系數,計算太陽能熱水系統(tǒng)集熱器陣列在自然狀態(tài)時的流量分布,驗證離散型數學模型的正確性.同時根據流體均布模型,建立一個流量均布的實體模型,測量流體