乙醇—水太陽能熱管性能的實驗研究.pdf

1、作為一種高效的傳熱元件,熱管已經(jīng)被廣泛的應(yīng)用在太陽能熱水器上。目前的太陽能熱管熱水器通常用水作為熱管工質(zhì),但是水在低溫下傳熱性能并不好并且在北方寒冷的冬季很容易出現(xiàn)凍結(jié)現(xiàn)象。鑒于此,本文對采用乙醇水溶液作為工質(zhì)的太陽能熱管的傳熱性能和啟動性能開展了實驗研究。 熱管的傳熱性能與熱管工質(zhì)的物性、熱管傾斜角度、充液率以及加熱功率等都有很大的關(guān)系。結(jié)果顯示：熱管的傾斜角度對熱管傳熱性能的影響隨著加熱功率的增大而不同,原因為隨著加熱功率的

2、增大熱流密度和回流液量增多；由于黏度、揮發(fā)性和表面張力等的不同導(dǎo)致不同工質(zhì)熱管有不同的最佳充液率,本文研究的五種工質(zhì)熱管的最佳充液率值位于11.8％-23.5％的范圍內(nèi)；在加熱功率大于30-40W時,水熱管的傳熱性能最好,這主要由于水在高于50℃時傳熱性能開始變好并且水的氣化潛熱值最大；20％乙醇水溶液熱管的傳熱性能最不好,主要由于乙醇含量少,乙醇蒸汽冷凝后形成的回流液不能完全降低蒸發(fā)段的溫度,導(dǎo)致,蒸發(fā)段平均溫度升高；其它三種濃度的乙

3、醇水溶液熱管的傳熱性能相差不大。 本文做了五種工質(zhì)熱管的啟動性能實驗,結(jié)果顯示：熱管的啟動溫度受到工質(zhì)種類、熱管傾斜角度、充液率等多種因素影響,其中影響因素最大的是工質(zhì)種類,乙醇含量越高的工質(zhì)啟動溫度越低并且啟動速度也越快。 通過對五種工質(zhì)熱管的傳熱性能和啟動性能的對比分析,作者發(fā)現(xiàn)與純水熱管相比,乙醇水溶液熱管無論是在傳熱性能上還是在啟動性能上,都是有一定的優(yōu)勢存在的。最后,本文對我國不同建筑氣候區(qū)太陽能乙醇水溶液熱管