夾層式真空管太陽熱水器得熱機(jī)理的研究.pdf

1、太陽能熱水器的應(yīng)用已日益廣泛，而夾層式熱水器是一種新型的產(chǎn)品，在這類熱水器的試用過程中出現(xiàn)了一些問題，例如在不用水的情況下連續(xù)曝曬會(huì)造成夾層內(nèi)壓力過大，甚至使得熱水器端蓋焊接處爆裂等。為解決這些問題，有必要對(duì)夾層式熱水器的得熱機(jī)理進(jìn)行系統(tǒng)的研究。 這方面的研究通常可采用實(shí)驗(yàn)和數(shù)值模擬的方法。本文主要是通過計(jì)算流體力學(xué)與傳熱學(xué)Phoenics軟件來對(duì)熱水器內(nèi)的因自然對(duì)流而產(chǎn)生的流動(dòng)與換熱進(jìn)行模擬和研究。 作為研究的第一步，

2、先以夾層的二維模型為主要研究對(duì)象，真空管部分則簡化為邊界條件。 本研究分穩(wěn)態(tài)和非穩(wěn)態(tài)兩部分：穩(wěn)態(tài)模型主要研究結(jié)構(gòu)和材料對(duì)夾層內(nèi)對(duì)流與換熱的影響。模擬結(jié)果表明，上置式結(jié)構(gòu)的夾層最不利于流體的流動(dòng)，夾層內(nèi)的換熱效果最差，同心的夾層結(jié)構(gòu)次之，下置式結(jié)構(gòu)的夾層最有利于流體的流動(dòng)，夾層內(nèi)的換熱效果最好。導(dǎo)熱系數(shù)小的材料作保溫層不僅會(huì)減小材料內(nèi)部的導(dǎo)熱，同時(shí)也減弱了夾層內(nèi)的流動(dòng)與換熱。 非穩(wěn)態(tài)模型初步模擬了夾層內(nèi)的加熱—冷卻—再加熱