全玻璃真空太陽(yáng)集熱管是目前結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、應(yīng)用最廣泛的真空管，本文利用實(shí)驗(yàn)法和數(shù)值模擬法對(duì)真空管作了以下三個(gè)方面的研究。 1.對(duì)6種相同規(guī)格、不同生產(chǎn)廠家生產(chǎn)的全玻璃真空管及由其組成的全玻璃真空管太陽(yáng)熱水器進(jìn)行熱性能測(cè)試。分析了單管的熱性能與由其組成的太陽(yáng)熱水器的得熱量的關(guān)系。結(jié)果表明，全玻璃真空管的悶曬太陽(yáng)輻照量及平均熱損系數(shù)與由其組成的太陽(yáng)熱水器的得熱量之間存在明顯的相關(guān)性，但空曬性能參數(shù)對(duì)太陽(yáng)熱水器的得熱量影響不明顯。 2.對(duì)大量相同規(guī)格的真空管的熱性能及對(duì)應(yīng)的涂層光學(xué)性能進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，主要探究了真空管熱性能與涂層的半球發(fā)射比和吸收比的關(guān)系，以及長(zhǎng)時(shí)間的空曬對(duì)真空管性能的影響。結(jié)果表明，涂層的半球發(fā)射比對(duì)真空管的空曬性能參數(shù)和平均熱損系數(shù)影響較大；而涂層吸收比則是影響悶曬太陽(yáng)輻照量的主要因素；實(shí)驗(yàn)還發(fā)現(xiàn)較長(zhǎng)時(shí)間的空曬會(huì)破壞真空管的真空性能。 3.通過(guò)ANSYS旗下的系列軟件對(duì)真空管進(jìn)行構(gòu)建三維物理模型、生成非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格、數(shù)值計(jì)算以及后處理分析，研究了悶曬狀態(tài)下真空管內(nèi)部的溫度場(chǎng)和速度場(chǎng)。在探究影響流場(chǎng)分布的因素中發(fā)現(xiàn)：傾角為50°的面平均輻照度均大于相同時(shí)間下其它傾角的面平均輻照度；50°的平均努賽爾數(shù)大于其它傾角的努賽爾數(shù)；涂層的吸收比直接影響接收的輻射，當(dāng)吸收比從0.7增大至1時(shí)，對(duì)應(yīng)的面平均輻照度增加了18.9%，吸收比大的涂層溫升較明顯。 上述研究旨在對(duì)真空管和太陽(yáng)熱水器熱性能測(cè)試及生產(chǎn)和工程技術(shù)應(yīng)用提供有益的參考。
【學(xué)位單位】：云南師范大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2013
【中圖分類】：TK513.1
【部分圖文】：

第 2 章 全玻璃真空太陽(yáng)集熱管的熱性能及其評(píng)價(jià)參數(shù)第 2 章 全玻璃真空太陽(yáng)集熱管的熱性能及其評(píng)價(jià)參數(shù)全玻璃真空管由兩根同軸玻璃管組成，如圖 2.1 所示。其內(nèi)玻璃管一端為閉的圓頂形狀，由罩玻璃管封離端內(nèi)帶吸氣劑的支撐件支撐；另一端與罩玻管的另一端熔封成為環(huán)狀的開(kāi)口端。太陽(yáng)選擇性吸收涂層沉積在內(nèi)玻璃管的表面，形成吸熱體，將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換為熱能，加熱內(nèi)玻璃管內(nèi)的傳熱工質(zhì)（通為水）。綜合體現(xiàn)全玻璃真空管單管熱性能的主要技術(shù)指標(biāo)為空曬性能參數(shù)、曬太陽(yáng)輻照量和平均熱損系數(shù)。這三項(xiàng)熱性能參數(shù)由清華大學(xué)殷志強(qiáng)[5]提出并成國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) GB/T 17049-2005“全玻璃真空太陽(yáng)集熱管”[2]。而衡量選擇性吸涂層的光學(xué)性能主要為吸收比和發(fā)射比。

通過(guò)管壁與流體之間的自然對(duì)流換熱，流體所內(nèi)外管之間為真空夾層，熱量散失主要為輻射熱損的傳導(dǎo)和輻射損失，向環(huán)境產(chǎn)生的總熱損為 QL。忽能量守恒定律[47]有IALQ Q Q進(jìn)一步表述為1( ) ( )mf c A L T m adTc m A G A U T Tdt 的比熱容（J/（kg·℃）），m 為工質(zhì)的質(zhì)量（kg），Tm 為時(shí)間(s)，Ac為真空管的有效采光面積（m2）， 為（無(wú)量綱）， 為選擇性吸收涂層的吸收比（無(wú)量綱，AA為吸熱體表面積（內(nèi)管的表面積，m2），ULT為a1為罩管溫度（℃）。輻射能量

圖 2.3 空曬性能參數(shù)和悶曬太陽(yáng)輻照量測(cè)試裝置示意圖圖 2.4 空曬性能參數(shù)和悶曬太陽(yáng)輻照量測(cè)試裝置照片太陽(yáng)集熱管；2. 漫反射平板；3. 溫度探頭；4. 保溫帽；5. 總輻；7. 測(cè)試支撐架；8. 環(huán)境風(fēng)速儀； 9. 數(shù)據(jù)記錄儀；10. 計(jì)算機(jī)
【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 李立明;;太陽(yáng)能選擇性吸收涂層的研究進(jìn)展[J];粉末冶金材料科學(xué)與工程;2009年01期

2 曲偉;袁達(dá)忠;李玉華;;納米流體脈動(dòng)熱管的流動(dòng)與傳熱性能研究[J];工程熱物理學(xué)報(bào);2009年10期

3 馮毅;胡曉景;;空氣作工質(zhì)的真空集熱管內(nèi)流動(dòng)與換熱分析[J];節(jié)能技術(shù);2009年06期

4 李劍;張文基;孫清;樸在林;;灰塵對(duì)全玻璃真空太陽(yáng)集熱管熱性能的影響[J];農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào);2008年03期

5 殷志強(qiáng),史月艷,林子為;用于全玻璃真空集熱管的黑鎳選擇性涂層[J];清華大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);1982年02期

6 吳家慶,陶祖巖,王鳳春,李世蓮;玻璃真空集熱管的真空獲得與真空壽命[J];清華大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);1982年02期

7 金大志,唐平瀛,劉鐵,談效華,戴晶怡;潘寧放電在密封電真空器件真空度測(cè)量中的應(yīng)用[J];強(qiáng)激光與粒子束;2002年03期

8 唐潤(rùn)生,呂恩榮;集熱器最佳傾角的選擇[J];太陽(yáng)能學(xué)報(bào);1988年04期

9 殷志強(qiáng),唐軒;全玻璃真空太陽(yáng)集熱管光-熱性能[J];太陽(yáng)能學(xué)報(bào);2001年01期

10 毛凌波;張仁元;柯秀芳;劉宗建;;納米流體太陽(yáng)集熱器的光熱性能研究[J];太陽(yáng)能學(xué)報(bào);2009年12期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前2條

1 張邵波;納米流體強(qiáng)化傳熱的實(shí)驗(yàn)和數(shù)值模擬研究[D];浙江大學(xué);2009年

2 倪煜;以納米流體為工質(zhì)的自然循環(huán)太陽(yáng)能集熱系統(tǒng)研究[D];浙江大學(xué);2011年

本文編號(hào)：2881751