【摘要】：太陽能熱水器是對(duì)太陽能最普遍的一種利用方式,本文提出將環(huán)路熱管技術(shù)應(yīng)用于太陽能熱水器,以達(dá)到能夠穩(wěn)定地遠(yuǎn)距離、反重力輸送熱量的目的。根據(jù)設(shè)計(jì)要求,設(shè)計(jì)并搭建了一套以乙醇為工質(zhì)的平板型太陽能熱水器環(huán)路熱管實(shí)驗(yàn)系統(tǒng),并針對(duì)該系統(tǒng)的啟動(dòng)特性、變功率特性和反重力性能進(jìn)行了大量研究;同時(shí)運(yùn)用Matlab/Simulink對(duì)該平板型太陽能熱水器環(huán)路熱管系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)運(yùn)行進(jìn)行了仿真研究,主要研究成果如下:(1)對(duì)所設(shè)計(jì)的板式分離型太陽能熱水器環(huán)路熱管系統(tǒng)的啟動(dòng)特性進(jìn)行了研究。結(jié)果表明,系統(tǒng)的最低啟動(dòng)功率為150W;系統(tǒng)出現(xiàn)失效的極限加熱功率是800W,高于極限加熱功率會(huì)使毛細(xì)芯“燒干”,系統(tǒng)失效;系統(tǒng)加熱功率越大,所需啟動(dòng)時(shí)間越短。(2)分別選擇三種變功率方式,研究了該系統(tǒng)的變功率特性,并在開環(huán)狀態(tài)下研究了該系統(tǒng)的反重力特性。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),系統(tǒng)對(duì)功率的突變有較好的自適應(yīng)能力。系統(tǒng)加熱功率低于最小啟動(dòng)功率或高于極限功率,甚至已經(jīng)失效時(shí),仍可以通過調(diào)節(jié)加熱功率使系統(tǒng)恢復(fù)到正常運(yùn)行狀態(tài)。該系統(tǒng)的最大反重力高度為25mm。其性能不佳的原因主要是毛細(xì)芯孔徑較大,所形成的最大毛細(xì)抽吸力不足,以及系統(tǒng)內(nèi)工質(zhì)流動(dòng)損失較大。且系統(tǒng)在反重力狀態(tài)下的啟動(dòng)過程更加平穩(wěn)。(3)運(yùn)用Matlab/Simulink對(duì)該實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)進(jìn)行建模與動(dòng)態(tài)仿真,并驗(yàn)證了該模型及仿真方法的可靠性。通過分別對(duì)比300W加熱功率的啟動(dòng)過程和隨機(jī)變功率過程的仿真結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果,得出仿真結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果的溫度變化情況基本一致,數(shù)值平均誤差為1.78%,吻合程度較高。(4)對(duì)該系統(tǒng)的變功率運(yùn)行進(jìn)行仿真計(jì)算,分別分析了系統(tǒng)中工質(zhì)流動(dòng)的壓力損失和冷凝管內(nèi)兩相區(qū)長度隨功率改變的變化情況。結(jié)果表明,系統(tǒng)中工質(zhì)流動(dòng)的壓力損失主要集中在蒸汽段,且功率越大工質(zhì)的流動(dòng)損失越大。因此可通過改造系統(tǒng)蒸汽段的結(jié)構(gòu)來減小工質(zhì)的流動(dòng)損失。另外冷凝管內(nèi)兩相區(qū)的長度隨加熱功率增大而增大,可以為冷凝器的設(shè)計(jì)選型提供參考。
【學(xué)位授予單位】：鄭州大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TK515

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 ;東北熱管協(xié)會(huì)第七屆年會(huì)暨國際熱管研討會(huì)在大連召開[J];節(jié)能;2001年07期

2 胡亞范;熱管技術(shù)及其在工程中的應(yīng)用[J];物理與工程;2002年03期

3 張紅,莊駿;熱管技術(shù)研究、發(fā)展與工業(yè)應(yīng)用(英文)[J];南京師范大學(xué)學(xué)報(bào)(工程技術(shù)版);2002年02期

4 張學(xué)燕,鄭爾歷;淺談熱管技術(shù)的應(yīng)用[J];甘肅科技;2004年01期

5 郭新法;;熱管技術(shù)的應(yīng)用與開發(fā)[J];化肥設(shè)計(jì);2006年01期

6 孫薈晶;孫世梅;;熱管技術(shù)在可再生能源利用中的研究與探索[J];現(xiàn)代化工;2007年S2期

7 吳啟山;;熱管技術(shù)在刀具散熱中的應(yīng)用[J];民營科技;2009年10期

8 源泉;;歐洲熱管技術(shù)發(fā)展動(dòng)態(tài)點(diǎn)滴[J];節(jié)能;1982年06期

9 王;;浙江省熱管技術(shù)座談會(huì)在杭舉行[J];能源工程;1985年03期

10 陳鳳章;;熱管評(píng)論[J];機(jī)電設(shè)備;1989年04期

相關(guān)會(huì)議論文 前10條

1 馬永昌;;熱管技術(shù)的原理應(yīng)用與發(fā)展[A];2008中國電工技術(shù)學(xué)會(huì)電力電子學(xué)會(huì)第十一屆學(xué)術(shù)年會(huì)論文摘要集[C];2008年

2 李芳;王景剛;劉金榮;;熱管技術(shù)應(yīng)用于冷卻塔節(jié)水的理論分析[A];制冷空調(diào)新技術(shù)進(jìn)展——第三屆制冷空調(diào)新技術(shù)研討會(huì)論文集[C];2005年

3 張永麟;;熱管技術(shù)換熱系統(tǒng)在鋁合金熔化爐上的運(yùn)用[A];2012(第22屆)重慶市鑄造年會(huì)論文集[C];2012年

4 張艷華;劉海;仇普新;胡士化;;熱管技術(shù)在工業(yè)余熱回收中的應(yīng)用[A];2009第三屆中國民用爐具研討會(huì)暨產(chǎn)品展示會(huì)、2009生物質(zhì)成型燃料加工設(shè)備及技術(shù)交流會(huì)會(huì)刊[C];2009年

5 岳丹婷;李青;湯勇;譚志誠;;高效傳熱介質(zhì)熱管的傳熱性能研究[A];中國航海學(xué)會(huì)船舶機(jī)電與通信導(dǎo)航專業(yè)委員會(huì)2002年學(xué)術(shù)年會(huì)論文集（船舶機(jī)電分冊(cè)）[C];2002年

6 張小琳;周峰;馬國遠(yuǎn);;環(huán)路熱管的實(shí)驗(yàn)研究現(xiàn)狀[A];第二屆中國制冷空調(diào)專業(yè)產(chǎn)學(xué)研論壇論文集[C];2013年

7 季明明;馮善奔;石虎珍;;熱管技術(shù)應(yīng)用在軋鋼冷床余熱回收上淺談[A];中國金屬協(xié)會(huì)冶金設(shè)備分會(huì)第二屆第一次冶金設(shè)備設(shè)計(jì)學(xué)術(shù)交流會(huì)論文集[C];2013年

8 李芳;王景剛;劉金榮;;熱管技術(shù)應(yīng)用于冷卻塔節(jié)水的理論分析[A];全國暖通空調(diào)制冷2006學(xué)術(shù)年會(huì)資料集[C];2006年

9 孟勐;劉江濤;彭曉峰;;平板式熱管的多孔芯設(shè)計(jì)[A];第七屆全國工業(yè)爐學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2006年

10 趙孝保;張紅;莊駿;;熱管脫氫反應(yīng)器研究與試驗(yàn)[A];中國化工學(xué)會(huì)2003年石油化工學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2003年

相關(guān)重要報(bào)紙文章 前10條

1 記者 姜小毛;新一代再生熱管開發(fā)成功[N];中國化工報(bào);2005年

2 本報(bào)記者 敖娟 通訊員 張燕;無機(jī)高效熱管技術(shù)強(qiáng)勢(shì)登場(chǎng)[N];中國建材報(bào);2007年

3 實(shí)習(xí)記者 盧丹青 張莉敏;熱管技術(shù)為節(jié)能減排提供技術(shù)支撐[N];江蘇科技報(bào);2007年

4 徐少亞 王啟兵;江蘇圣諾熱管集團(tuán)端出改制大餐　[N];中國工業(yè)報(bào);2004年

5 劉旭紅 記者 楊蕾;我國已掌握氣控鈉熱管研制關(guān)鍵技術(shù)[N];中國質(zhì)量報(bào);2012年

6 本報(bào)記者 馮威力 特約記者 徐少亞;熱管技術(shù)熱在節(jié)能領(lǐng)域[N];中國化工報(bào);2005年

7 王春 實(shí)習(xí)生 李朵;熱管技術(shù)為航天科技“升溫”[N];科技日?qǐng)?bào);2004年

8 記者 張巍巍;美首次演示熱管核裂變動(dòng)力系統(tǒng)[N];科技日?qǐng)?bào);2012年

9 鐵肘;新時(shí)代散熱技術(shù)剖析“熱管”[N];中國計(jì)算機(jī)報(bào);2002年

10 實(shí)習(xí)記者 劉桂華;熱管節(jié)能散熱器[N];中國房地產(chǎn)報(bào);2004年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前7條

1 楊開敏;軸向槽道熱管傳熱機(jī)理分析與實(shí)驗(yàn)研究[D];山東大學(xué);2013年

2 李金旺;環(huán)路熱管多孔結(jié)構(gòu)的毛細(xì)抽吸性能及其制備與優(yōu)化[D];山東大學(xué);2011年

3 M.G.捷曼爾;兩相熱虹吸管傳熱特性研究[D];浙江大學(xué);1998年

4 商福民;自激振蕩流熱管被動(dòng)強(qiáng)化傳熱特性研究[D];華北電力大學(xué)（北京）;2009年

5 梁良;面向綠色切削的熱管刀具散熱性能研究[D];華南理工大學(xué);2011年

6 王晨;用于電子冷卻的平板熱管均熱器及其傳熱特性研究[D];北京工業(yè)大學(xué);2013年

7 魯祥友;照明用大功率LED熱管散熱器的研究[D];上海理工大學(xué);2009年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 郝俊嬌;高熱流密度芯片用熱管散熱器的實(shí)驗(yàn)研究及復(fù)合微結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)[D];北京化工大學(xué);2015年

2 唐恒;基于無機(jī)熱管冷卻的干切削刀具切削性能的研究[D];湘潭大學(xué);2015年

3 丁笑天;適用于造紙過程熱管技術(shù)的研究[D];天津科技大學(xué);2013年

4 薛軼寧;重力熱管散熱器的數(shù)值分析及優(yōu)化設(shè)計(jì)[D];遼寧科技大學(xué);2014年

5 張向美;環(huán)路熱管太陽能平板熱水墻傳熱特性研究[D];廣東工業(yè)大學(xué);2016年

6 張金鵬;基于熱管散熱的高壓LED光源系統(tǒng)研究[D];華中科技大學(xué);2014年

7 張潔;一種一體臺(tái)式機(jī)用熱管型扣fin式散熱器設(shè)計(jì)及其性能研究[D];邵陽學(xué)院;2015年

8 陳勝樂;壓扁型超薄熱管制造工藝及其傳熱性能分析[D];華南理工大學(xué);2016年

9 朱亞萍;板式分離型太陽能熱水器環(huán)路熱管的性能研究[D];鄭州大學(xué);2016年

10 李俊文;插入熱管對(duì)沙土傳熱特性影響的初步研究[D];華中科技大學(xué);2007年

，

本文編號(hào)：2697348