太陽能平板空氣集熱器具有結(jié)構(gòu)簡單、成本低、易安裝和維護(hù)等優(yōu)點(diǎn),廣泛應(yīng)用于農(nóng)副產(chǎn)品的干燥等領(lǐng)域,是太陽能干燥系統(tǒng)的核心部件,研究如何通過優(yōu)化太陽能空氣集熱器結(jié)構(gòu)來提高其集熱性能具有重要的意義。本文設(shè)計(jì)了一種擾流板型太陽能平板空氣集熱器,集熱腔體內(nèi)裝有若干個(gè)擾流板,形成蛇型的氣流通道,加長了氣體流程、增加了空氣與吸熱板間的熱交換過程、通過影響進(jìn)入集熱器內(nèi)部的氣流狀態(tài),達(dá)到提高集熱器集熱性能的目的。因集熱器腔體內(nèi)氣體流速與擾流板長度、數(shù)量存在交互作用,為探究擾流板長度和數(shù)量的最佳組合,本文展開了以下研究:首先,搭建太陽能平板空氣集熱器試驗(yàn)系統(tǒng)。在該系統(tǒng)上進(jìn)行試驗(yàn),研究風(fēng)速、擾流板數(shù)量和長度對集熱器集熱性能的影響,找出最佳進(jìn)口風(fēng)速、擾流板數(shù)量和擾流板長度的組合;其次,基于CFD理論使用COMSOL Multiphysics建立了平板太陽能空氣集熱器的數(shù)值仿真模型,進(jìn)一步分析在不同工況下集熱器內(nèi)部流體的流動(dòng)狀態(tài),并根據(jù)仿真結(jié)果提出優(yōu)化方案。最終,結(jié)合集熱器性能試驗(yàn)測試結(jié)果和數(shù)值仿真模型得出以下結(jié)論:（1）擾流板型太陽能平板空氣集熱器集熱性能相對于未添加擾流板的普通平板空氣集熱器的集熱性能有所提高... 

【文章來源】：內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)內(nèi)蒙古自治區(qū)

【文章頁數(shù)】：50 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１世界能源利用狀況??Ｆｉｇ．?１?Ｗｏｒｌｄ?ｅｎｅｒｇｙ?ｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ?ｓｔａｔｕｓ??

?中在建筑應(yīng)用和工農(nóng)應(yīng)用兩個(gè)領(lǐng)域。在太陽能工農(nóng)業(yè)領(lǐng)域熱利用方面，主要是集??中在對物料和農(nóng)產(chǎn)品的千燥。我國是農(nóng)業(yè)大國，將太陽能用于農(nóng)副產(chǎn)品干燥既能??提高產(chǎn)品的千燥效率和產(chǎn)品質(zhì)量，又能將清潔能源應(yīng)用于千燥領(lǐng)域，對改善我國??能源結(jié)構(gòu)和保護(hù)生態(tài)環(huán)境方面都具積極的作用［８］。??：：―二］ｒｆ?晝１１?ｆ?Ｉ??雇凇期蘼Ｘ丨Ｉ?Ｗ丨凇］ｔｒ；邾湘｝〇丨７?丨朌??ＭＵ?（Ｋ３?Ｉｍｄ；?Ｍｌ?＾?ｈａ?ＭＵ?ＣＤ?Ｍｒｎ?ｍｍ?ｆａ??ｗｍｄｍ?薩醒鮑鷗蚴喟■＿ｍ｛Ｍ??圖２世界各國太陽能的熱利用現(xiàn)狀??Ｆｉｇ．２?Ｃｕｒｒｅｎｔ?ｓｉｔｕａｔｉｏｎ?ｏｆ?ｔｈｅｒｍａｌ?ｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ?ｏｆ?ｓｏｌａｒ?ｅｎｅｒｇｙ?ａｒｏｕｎｄ?ｔｈｅ?ｗｏｒｌｄ??１．２太陽能集熱器概述??１．２．１太陽能集熱器??太陽能集熱器是通過吸收太陽輻射能量加熱集熱器內(nèi)部傳熱工質(zhì)的裝置，是??太陽能熱利用的核心設(shè)備。目前，太陽能集熱器廣泛應(yīng)用在工業(yè)加熱、發(fā)電、海??水淡化及干燥等領(lǐng)域。太陽能集熱器可以按以下方式分類。??太陽能集熱器的傳熱工質(zhì)分為液體和氣體，太陽能液體集熱器主要用于熱水??器系統(tǒng)，比如家用熱水器和魚池保溫；相對于液體集熱器，太陽能空氣集熱器在??低溫環(huán)境不易結(jié)冰，利于保存，在運(yùn)行過程中傳熱工質(zhì)的泄露不會(huì)對整個(gè)系統(tǒng)的??運(yùn)行產(chǎn)生過大的影響，因此廣泛用于對農(nóng)副產(chǎn)品干燥領(lǐng)域。??太陽能集熱器接收輻射的形式主要分為聚光和非聚光兩種，聚光型太陽能集??熱器能通過特殊的結(jié)構(gòu)，在局部形成高溫，一般用于對溫度要求高的系統(tǒng)，如太??陽能發(fā)電系統(tǒng)和太陽能灶等。但是聚光型太陽能集熱器在安裝時(shí)需要配備自動(dòng)追??蹤太陽光的裝

?內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)碩士論文?３??位的國家安裝量柱狀圖，由圖可見我國平板集熱器安裝量遙遙領(lǐng)先［１°］，我國對太??陽能集熱器的需求量之大，其中以平板集熱器為主。??雛蟻？??搴看《癱縳Ｂ?禳予響？技２１?ｍ??２Ｊ．〇ｕ??ｎ．ｏｃｃ??ｉＭＸＩＣ?＿?議??��？００＆?Ｈ?Ｈ?ｉ２．ｍ?１２．７３Ｔ??ｉｌｌｌｌｉｉｌｉｉｉ??Ｏ?篇?＿？?ｉＢＪＫ?巴?Ａ?靡?Ｋｔ?ＭＵ?Ｕ，氣?Ｍ?＿＿??圖３世界各國平板集熱器的安裝量??Ｆｉｇ．３?Ｉｎｓｔａｌｌａｔｉｏｎ?ｏｆ?ｐｌａｔｅ?ｃｏｌｌｅｃｔｏｒｓ?ｗｏｒｌｄｗｉｄｅ??１．２．?２平板太陽能空氣集熱器??平板型太陽能空氣集熱器的結(jié)構(gòu)簡單、便于維護(hù)、承壓性能好、壽命長、成??本低廉和投資回收期短，且干燥介質(zhì)是空氣，在存放時(shí)不會(huì)出現(xiàn)冬季結(jié)冰的現(xiàn)象，??適用于對農(nóng)副產(chǎn)品的干燥。按平板集熱器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，可將其概分為滲透型和非??滲透型兩大類［１１］。??非滲透型集熱器與滲透型集熱器的根本區(qū)別在于氣體能否透過吸熱板加熱。??非滲透型集熱器的腔體內(nèi)，空氣只會(huì)沿著吸熱板表面流動(dòng)，部分氣體無法透過吸??熱板，對氣體流速和溫度都存在一定的影響，但這種集熱器結(jié)構(gòu)簡單，成本低，??實(shí)用性強(qiáng)。??相對非滲透型集熱器，滲透型集熱器對吸熱板結(jié)構(gòu)進(jìn)行了一定程度的優(yōu)化，??能夠讓氣體通過吸熱板，增大了氣體的換熱面積與流動(dòng)性。但由于其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，??在改變吸熱板結(jié)構(gòu)時(shí)，需要對集熱器傳熱模型進(jìn)行合理的分析后方可投入設(shè)計(jì)，??否則不但效率沒有提高，反而增加了集熱器的成本。??１．３國內(nèi)外研究現(xiàn)狀??太陽能平板空氣集熱器的傳熱工質(zhì)為空氣，存在導(dǎo)熱系數(shù)較小，與集熱器吸??熱板間

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]世界能源發(fā)展趨勢與中國能源未來發(fā)展方向[J]. 張所續(xù),馬伯永.  中國國土資源經(jīng)濟(jì). 2019(10)
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博士論文
[1]環(huán)境因素對平板型太陽能集熱器熱性能的影響研究[D]. 王敏.清華大學(xué) 2016

碩士論文
[1]太陽能平板空氣集熱器內(nèi)部流動(dòng)與傳熱特性分析及優(yōu)化研究[D]. 盧喜梅.石家莊鐵道大學(xué) 2017
[2]擾流板對太陽能集熱器性能的影響分析及模擬研究[D]. 趙宇航.內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué) 2016
[3]太陽能空氣集熱器結(jié)構(gòu)及其熱特性試驗(yàn)研究及仿真[D]. 扈艷艷.內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué) 2014



本文編號(hào)：3001938