太陽能吸熱器管外壁周向熱流不均勻?qū)ξ鼰峁軉蝹?cè)對流傳熱系數(shù)帶來影響,基于此,建立周向非均勻熱流下吸熱管內(nèi)熔鹽對流傳熱的實驗臺和數(shù)值計算模型,分析周向熱流分布對吸熱管單側(cè)對流傳熱系數(shù)的影響規(guī)律。結(jié)果表明:各熱流比吸熱管內(nèi)平均對流傳熱系數(shù)基本相等,低熱流側(cè)管內(nèi)對流傳熱系數(shù)大于平均對流傳熱系數(shù),高熱流側(cè)略小于平均對流傳熱系數(shù),但高熱流側(cè)管內(nèi)熔鹽湍流度比低熱流側(cè)大。高熱流側(cè)管內(nèi)各對流傳熱系數(shù)較接近,低、高熱流側(cè)管內(nèi)對流傳熱系數(shù)的差值隨著Re數(shù)和高低熱流側(cè)熱流比的增大而增大。提出周向非均勻熱流下吸熱管單側(cè)對流傳熱系數(shù)的計算方法-單側(cè)計算法,按照該方法計算管內(nèi)高、低熱流側(cè)對流傳熱系數(shù)與平均對流傳熱系數(shù)的偏差均在±4%以內(nèi)。 

【文章來源】：中國電機工程學報. 2020,40(15)北大核心

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【部分圖文】：

加熱設備Fig.3Heatingequipment1.2測試方法

吸熱管下側(cè)(高熱流側(cè))y方向的速度大小越大，上側(cè)(低熱流側(cè))y方向的速度大小越校周向非均勻熱流加熱吸熱管，引起高低熱流側(cè)管內(nèi)熔鹽的物性變化量不同，從而引起管內(nèi)高低熱流側(cè)的湍流度發(fā)生變化，其中高熱流側(cè)湍流度大，對管內(nèi)對流傳熱有促進作用，低熱流側(cè)湍流度小，對管內(nèi)對流傳熱有阻礙作用。但在計算管內(nèi)高低熱流側(cè)對流傳熱系數(shù)時，以管內(nèi)熔鹽平均溫度作為高、低熱流側(cè)管內(nèi)熔鹽主流溫度進行計算，引起計算的管內(nèi)低熱流側(cè)對流傳熱系數(shù)大于高熱流側(cè)對流傳熱系數(shù)，具體原因后續(xù)將詳細進行分析。由圖10可知，周向非均勻熱流q1(qh/ql∞)下吸熱管壁及管內(nèi)熔鹽溫度在高熱流側(cè)溫度較高，壁面最高溫度為590℃，隨著y值增大(即高熱流側(cè)中心向低熱流側(cè)中心)溫度逐漸降低，至低熱流側(cè)管壁中心處溫度達到最低值，低熱流側(cè)管內(nèi)半管熔鹽平均溫度明顯低于高熱流側(cè)管內(nèi)半管熔鹽平均溫度。均勻熱流下吸熱管外壁最高溫度為470℃，管外壁至管內(nèi)中心溫度逐漸降低，管內(nèi)中心熔鹽溫度最低。因此，周向非均勻熱流對吸熱管的管壁及管內(nèi)溫度分布影響明顯，管內(nèi)靠近高熱流側(cè)的熔鹽平均溫度高，靠近低熱流側(cè)的熔鹽平均溫度低。3.3吸熱管單側(cè)對流傳熱系數(shù)的計算方法通過圖7和圖8(b)可知，吸熱管在周向非均勻熱流下傳熱時，管內(nèi)低熱流側(cè)對流傳熱系數(shù)大于高熱流側(cè)對流傳熱系數(shù)，尤其是單側(cè)加熱熱流密度為0情況下，管內(nèi)低熱流側(cè)對流傳熱系數(shù)明顯比高熱流側(cè)對流傳熱系數(shù)大，引起的原因從圖10(a)可以看出，管內(nèi)靠近高熱流側(cè)的熔鹽平均溫度高，靠近低熱流側(cè)的熔鹽平均溫度低，而利用公式(25)計算管內(nèi)高低熱流側(cè)對流傳熱系數(shù)時，以管內(nèi)熔鹽平均溫度作為高、低熱流側(cè)管內(nèi)熔

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