平板太陽能集熱器的傳熱分析及設(shè)計優(yōu)化.pdf

1、平板太陽能集熱器由于結(jié)構(gòu)簡單、具有很強(qiáng)的耐用性，并且易與建筑結(jié)合而在諸多領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。為了進(jìn)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(nèi)外的學(xué)者進(jìn)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(shù)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(chǔ)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(jié)合集熱器的實際運(yùn)行工況，耦合其結(jié)構(gòu)參數(shù)、入

2、口參數(shù)、光學(xué)參數(shù)和環(huán)境參數(shù)，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(biāo)。本文結(jié)合效率因子和單位面積質(zhì)量繪制了吸熱板的結(jié)構(gòu)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(jìn)行分析比較，還可以對吸熱板進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計。本文還通過實驗對平板集熱器進(jìn)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(jù)數(shù)學(xué)模型理論計算得出的效率方程進(jìn)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(shù)學(xué)模型分析了不同的輸入?yún)?shù)對平板集熱器熱性能的影響。結(jié)果表明：
　　 (1)當(dāng)小于100W/(m·K)時，吸熱板導(dǎo)熱系數(shù)對集熱器的熱性能有強(qiáng)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(jìn)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