熱性能是衡量家用太陽能熱水器質(zhì)量優(yōu)劣的重要指標,通過對熱性能進行測試與分析對提高太陽能熱水器的能量轉(zhuǎn)化率具有十分重要的意義。傳統(tǒng)的熱性能研究方法以實驗分析為主,然而該方法容易受到環(huán)境條件的制約,而且無法獲得熱水器內(nèi)能量傳遞薄弱環(huán)節(jié)以及熱水器內(nèi)流體介質(zhì)的分布規(guī)律;此外,隨著家用太陽能熱水器的迅速發(fā)展,國家太陽能熱利用產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心接受家用太陽能熱水器等產(chǎn)品委托檢驗的數(shù)量逐年增加,而現(xiàn)有熱水器熱性能測試系統(tǒng)多是單工位的,存在效率低、自動化水平不足等問題。為此,本論文提出結(jié)合測試標準,使用計算機流體力學軟件對家用太陽能熱水器熱性能試驗進行數(shù)值仿真研究,在此基礎(chǔ)上設(shè)計了一套多工位的家用太陽能熱水器測試系統(tǒng)。(1)基于有限元仿真軟件Fluent模擬了家用太陽能熱水器熱性能實驗,揭示了能量在熱水器內(nèi)的傳遞規(guī)律。發(fā)現(xiàn)在日有用得熱量和貯熱水箱熱損因素實驗后,熱水器貯熱水箱內(nèi)會形成溫度分層,為熱性能測試系統(tǒng)設(shè)計提供了依據(jù)。(2)仿真研究了試驗條件對家用太陽能熱水器熱性能的影響。結(jié)果表明,日輻照量的增加會引起日有用得熱量的增加;相比于標準中規(guī)定的17MJ/m2,當日輻照量為15MJ/m2時,系統(tǒng)日有用得熱量相差1.2%;對不同初始溫度下的熱損實驗仿真研究表明,貯熱水箱初始溫度對平均熱損因數(shù)影響較小;為標準的改進提供了參考。(3)結(jié)合仿真結(jié)果,設(shè)計了家用太陽能熱水器熱性能測試系統(tǒng),系統(tǒng)能夠同時完成多個工位的熱水器熱性能測試。針對熱性能測試需求設(shè)計了合理的管路以及測控系統(tǒng)。(4)完成了家用太陽能熱水器熱性能測試系統(tǒng)軟件的編寫。利用LabVIEW實現(xiàn)了包括溫度與流量的測量以及控制、網(wǎng)絡通訊、試驗程序以及數(shù)據(jù)庫等功能。經(jīng)驗證測試系統(tǒng)可以很好的滿足熱性能測試需求。
【學位單位】：湖北工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2016
【中圖分類】：TK515

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本文編號：2814605