由于太陽(yáng)輻射的不穩(wěn)定性以及太陽(yáng)輻射與用熱負(fù)荷的不一致性，蓄熱裝置是太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)中的一個(gè)必備部件。太陽(yáng)能熱水器在儲(chǔ)熱階段下，儲(chǔ)熱水箱能夠儲(chǔ)存多少的有用熱量是衡量其設(shè)計(jì)優(yōu)劣的重要因素。良好的貯熱水箱設(shè)計(jì)既能降低集熱器進(jìn)口溫度，提高集熱器效率；又能增加可被利用的熱水量。為了分析溫度分層度這一參數(shù)，本文選用了我國(guó)南方地區(qū)普遍使用的家用太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)的幾種水箱作為模型，采用試驗(yàn)、數(shù)值模擬相結(jié)合的方法對(duì)儲(chǔ)熱水箱進(jìn)行了研究。本文根據(jù)實(shí)際生活中水箱的種類及結(jié)構(gòu)，研究了太陽(yáng)能在儲(chǔ)熱階段儲(chǔ)熱水箱內(nèi)的溫度分布及冷熱水摻混情況。建立了包括控制方程、邊界條件、水的物性參數(shù)在內(nèi)的數(shù)學(xué)模型，分析了各種流速時(shí)儲(chǔ)熱水箱內(nèi)的摻混程度及溫度分層度，為實(shí)際工程應(yīng)用提供了堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)。本文研究?jī)?nèi)容如下：首先，在相同循環(huán)流量下，對(duì)不同上循環(huán)管高度的儲(chǔ)熱水箱蓄熱階段進(jìn)行試驗(yàn)，測(cè)得水箱下循環(huán)管口出水溫度。分析試驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)：上循環(huán)管高度越高，下循環(huán)管出口溫度開始升溫的時(shí)間越晚，且最終出口溫度越高。其次，利用數(shù)值模擬方法對(duì)相同尺寸、相同結(jié)構(gòu)的儲(chǔ)熱水箱作了對(duì)比分析。發(fā)現(xiàn)模擬的下循環(huán)管出口溫度曲線與試驗(yàn)的趨勢(shì)一致，證明建立的模型可用于此... 

【文章來(lái)源】：云南師范大學(xué)云南省

【文章頁(yè)數(shù)】：73 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

儲(chǔ)熱水箱溫度分層示意圖

循環(huán)管由水箱底部插入式 (b) 循環(huán)管由水箱側(cè)面插入式圖 3.1 兩種不同結(jié)構(gòu)儲(chǔ)熱水箱示意圖 CFD 前處理網(wǎng)格生成的軟件有 GAMBIT、ICEM-C是計(jì)算流體力學(xué)應(yīng)用最為廣泛的前處理軟件。為適M 提供了豐富的網(wǎng)格形式，四面體網(wǎng)格，六面體網(wǎng)六面體混合網(wǎng)格，O 型網(wǎng)格。相比其他的流場(chǎng)計(jì)算軟的網(wǎng)格。研究?jī)?chǔ)熱水箱內(nèi)的溫度分層情況，故在 ICEM 網(wǎng)厚度。在 ICEM 軟件中建立幾何模型和劃分網(wǎng)格格，生成的非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格如圖 3.2 所示。網(wǎng)格劃分的算結(jié)構(gòu)，網(wǎng)格精度越高計(jì)算結(jié)果越精確，但是網(wǎng)格時(shí)間越長(zhǎng)。綜合考慮，本文網(wǎng)格數(shù)設(shè)定在 30000 至計(jì)算需滿足網(wǎng)格質(zhì)量大于 0.2 的要求要求，本文中網(wǎng)

管由水箱底部插入式 (b) 循環(huán)管由水箱側(cè)面插入式圖 3.1 兩種不同結(jié)構(gòu)儲(chǔ)熱水箱示意圖3.2.2 網(wǎng)格劃分目前，可用于 CFD 前處理網(wǎng)格生成的軟件有 GAMBIT、ICEM-CFD、Gridgen等，其中 ICEM 是計(jì)算流體力學(xué)應(yīng)用最為廣泛的前處理軟件。為適應(yīng)各種復(fù)雜的幾何模型，ICEM 提供了豐富的網(wǎng)格形式，四面體網(wǎng)格，六面體網(wǎng)格，三棱柱邊界層網(wǎng)格，四/六面體混合網(wǎng)格，O 型網(wǎng)格。相比其他的流場(chǎng)計(jì)算軟件，ICEM可以生成更高質(zhì)量的網(wǎng)格。基于本文主要研究?jī)?chǔ)熱水箱內(nèi)的溫度分層情況，故在 ICEM 網(wǎng)格劃分中不考慮聚氨酯保溫層厚度。在 ICEM 軟件中建立幾何模型和劃分網(wǎng)格

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]新型進(jìn)水口結(jié)構(gòu)對(duì)儲(chǔ)能水箱釋能性能的影響[J]. 李舒宏,李陽(yáng),張小松,聞才.  中南大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2012(10)
[2]自然循環(huán)平板式太陽(yáng)能熱水器水箱放置高度的研究[J]. 鄭土逢,李明,魏生賢,羅熙,王炳燦.  云南師范大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2011(01)
[3]太陽(yáng)能供熱系統(tǒng)儲(chǔ)熱水箱散熱機(jī)理分析研究[J]. 張森,程偉良,孫東紅,梁曉文.  電網(wǎng)與清潔能源. 2010(01)
[4]太陽(yáng)能儲(chǔ)熱水箱保溫計(jì)算[J]. 周志培,孫保民.  現(xiàn)代電力. 2009(05)

碩士論文
[1]太陽(yáng)能熱水器貯熱水箱內(nèi)混水特性的數(shù)值模擬分析[D]. 李琳.云南師范大學(xué) 2008



本文編號(hào)：2914611