【摘要】：為了對腔體內(nèi)外部耦合散熱特性進行研究,建立帶有玻璃蓋板的傾斜封閉矩形腔體熱損失特性實驗臺,在無風(fēng)條件下對封閉矩形腔體的底部進行電加熱,研究在不同的傾角、熱流梯度參數(shù)k以及熱流密度下,腔體內(nèi)部以及玻璃蓋板外表面的復(fù)合換熱系數(shù)h_(in)和h_(ex)、玻璃蓋板外表面的平均對流熱損失努謝爾特數(shù)Nu_(cm)和平均輻射熱損失努謝爾特數(shù)Nu_(rm)的變化規(guī)律,并獲得相關(guān)實驗關(guān)聯(lián)式。研究表明,在較小傾角下(q￡60°)腔體內(nèi)部的復(fù)合換熱系數(shù)h_(in)總是要比外部hex大,帶有玻璃蓋板的封閉矩形腔體熱損失主要受玻璃蓋板外表面的傳熱過程控制;隨傾角的增大,h_(in)與h_(ex)差異減小;Nu_(cm)隨傾角的增大而增大;Nu_(rm)隨k的增大而減少,隨熱流密度的增加而增加。
【圖文】：

媒闃瞥氏咝裕嘌釫皇塹ゴ康暮惚諼?或恒熱流。另外，現(xiàn)有關(guān)于封閉腔體的傳熱研究忽視了腔體外表面的傳熱影響，而實際上PV/T系統(tǒng)中封閉矩形腔體的散熱主要由腔體內(nèi)的復(fù)合傳熱和腔體外表面的復(fù)合傳熱串聯(lián)而成，只對其中的腔體內(nèi)的復(fù)合傳熱進行研究是不全面的。于是，本文擬考慮PV/T一體化系統(tǒng)的實際運行條件，通過建立帶有玻璃蓋板的傾斜封閉矩形腔體熱損失特性實驗臺，在封閉矩形腔體的底部施以線性變化的熱流密度進行電加熱，研究無風(fēng)條件下不同參數(shù)對傾斜封閉矩形腔體內(nèi)外傳熱特性的影響規(guī)律。1實驗裝置實驗裝置如圖1所示。其中腔體底面和側(cè)壁由合成石構(gòu)成，其導(dǎo)熱系數(shù)為0.25W/(mK)，與PV電池板材料的物性相近。腔體結(jié)構(gòu)示意圖如圖2所示。腔體是一個封閉的矩形空間，腔體的高度為20mm，長度為385mm，長高比為19.25。腔體的頂部用厚度為3mm的石英玻璃蓋板(面積385mm385mm)覆蓋，并用密封膠水對其頂部粘合密封。石英玻璃可以長期耐700℃的高溫，性質(zhì)穩(wěn)定，熱應(yīng)力小，安全可靠。石英玻璃蓋板表面發(fā)射率為0.9。為了實現(xiàn)線性變熱流的實驗工況，腔體底部采用3塊面積為385mm125mm的聚酰亞胺加熱片。聚AgilentU5855AAgilent34972A穩(wěn)壓直流電源控制計算機支撐構(gòu)架數(shù)顯角度尺玻璃蓋板圖1實驗裝置圖Fig.1Experimentalsetup合成石加熱片石英玻璃蓋板陶瓷纖維紙x=060203371255lg5x=1125x=2125單位：mm圖2腔體橫截面的示意圖Fig.2Cross-sectionofenclosure酰亞胺加熱片的加熱絲排列緊密均勻，可以保證底板局部加熱的均勻性。使用聚酰亞胺涂硅膜雙面膠，將加熱片與底板粘貼。該雙面膠可以長期耐220℃的高溫，性質(zhì)穩(wěn)定。實驗中使用3部穩(wěn)壓直流電源，分別對3塊加熱?

measuredparametersforcalculatingNusseltnumberuncertainties參數(shù)隨機標(biāo)準(zhǔn)不確定度SXi系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)不確定度BXiL/mm0.000.58U1，U2，U3/V0.050.05%U0.03I1，I2，I3/A0.0052%I0.015tb，tg，ts，ta/℃0.21.8/(mW/(mK))[0.44104(t273.15)]St[0.44104(t273.15)]Bta/(mW/(mK))0.0000.482g0.00000.0289qw0/(W/m2)確不度定%/46108300400500600700圖4k0時Nucm和Nurm的不確定度隨qw0的變化Fig.4VariationsofNusseltnumberuncertaintywithqw0atk0對所有實驗數(shù)據(jù)進行不確定度分析，可以得到如下的結(jié)果。平均對流熱損失努謝爾特數(shù)Nucm的標(biāo)準(zhǔn)不確定度范圍在5.8%~11.1%之間，其平均標(biāo)準(zhǔn)不確定度值為7.7%。平均輻射熱損失努謝爾特數(shù)Nurm的標(biāo)準(zhǔn)不確定度范圍在3.4%~3.9%之間，其平均不確定度值為3.5%。無論是Nucm還是Nurm其平均標(biāo)準(zhǔn)不確定度均在10%以下，Nurm的平均標(biāo)準(zhǔn)不確定度在5%以下，故實驗是可靠的。值得說明的是，圖4及以下實驗結(jié)果的曲線圖均由Origin7.5軟件制作，圖中各點的連線是Origin7.5根據(jù)最小二乘法自動匹配生成的。3實驗結(jié)果及分析3.1腔體內(nèi)部和玻璃蓋板外表面(腔體外部)復(fù)合換熱系數(shù)hin和hex隨熱流密度qw0的變化圖5為k0和0.2時，在較小傾角(60)下hex與hin隨熱流密度qw0的變化。由圖可以看出，在相同的傾角和熱流梯度參數(shù)k下，hin總是要比hex更高。在同一傾角不同熱流梯度參數(shù)下，hex與hin均隨熱流密度的增大而增大，但在腔體內(nèi)部不

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