平板太陽能集熱器的傳熱分析及設計優(yōu)化.pdf

1、平板太陽能集熱器由于結構簡單、具有很強的耐用性，并且易與建筑結合而在諸多領域有著廣泛的應用。為了進一步改善平板集熱器的熱效率，提升其與常規(guī)能源的競爭力，國內外的學者進行了大量的理論和實驗研究。
　　 本文首先分析了平板集熱器中的能量傳遞過程及傳熱系數的計算方法，建立了平板太陽能集熱器的理論計算模型。在此基礎上，利用Visual Basic6.0軟件編制了平板集熱器的計算程序，該程序緊密結合集熱器的實際運行工況，耦合其結構參數、入

2、口參數、光學參數和環(huán)境參數，可模擬計算集熱器的翅片效率、效率因子、熱遷移因子和熱效率等性能指標。本文結合效率因子和單位面積質量繪制了吸熱板的結構優(yōu)化圖。利用該圖可以快速對不同規(guī)格集熱器的熱性能進行分析比較，還可以對吸熱板進行優(yōu)化設計。本文還通過實驗對平板集熱器進行了研究，分別用瞬時法和量熱法測試了平板集熱器的瞬時效率，將瞬時法和根據數學模型理論計算得出的效率方程進行了對比，驗證了平板集熱器理論模型和程序的可靠性。
　　 本文利用

3、數學模型分析了不同的輸入參數對平板集熱器熱性能的影響。結果表明：
　　 (1)當小于100W/(m·K)時，吸熱板導熱系數對集熱器的熱性能有強烈的非線性影響；而大于此值時，影響逐漸減弱。使用鋁吸熱板代替鋼吸熱板后，集熱器熱效率增加了33.5％；使用銅吸熱板代替鋁吸熱板后，集熱器熱性能僅增加了2.7％。
　　 (2)針對實驗中所用的平板集熱器進行了優(yōu)化分析，在效率因子相同的情況下，通過變化吸熱板的寬度和厚度，銅的消耗量可以