擾流板型太陽能平板空氣集熱器數(shù)值模擬研究
發(fā)布時(shí)間:2021-03-23 11:24
能源是人類社會(huì)存在與發(fā)展的基礎(chǔ)。太陽能作為最重要的可再生能源,它的開發(fā)和利用是開發(fā)利用新能源和可再生能源的重要內(nèi)容。充分利用太陽能資源,優(yōu)化太陽能設(shè)備裝置的設(shè)計(jì)與使用,不僅能帶來良好的社會(huì)效益和環(huán)境效益,而且會(huì)帶來巨大的經(jīng)濟(jì)效益,因此具有很大的研究價(jià)值。太陽能空氣集熱器是太陽能光熱利用技術(shù)的重要形式,但由于他的導(dǎo)熱工質(zhì)為空氣,使得集熱器整體傳熱性能降低,提高空氣集熱器集熱性能的瓶頸在于提高空氣側(cè)對流換熱系數(shù)。因此,本文設(shè)計(jì)了擾流板型太陽能平板空氣集熱器,這是由于擾流板的存在,使流體流動(dòng)過程變得復(fù)雜,增大了湍動(dòng)能,從而提高空氣側(cè)對流換熱系數(shù);增加擾流板還能增長流體在集熱器中的流程,增加空氣在加熱腔內(nèi)的駐留時(shí)間,保證空氣被充分加熱,提高集熱效率。本文利用數(shù)值模擬方法對擾流板型太陽能平板空氣集熱器進(jìn)行研究,并以流體力學(xué)理論和傳熱學(xué)理論為基礎(chǔ),結(jié)合傳熱學(xué)、高等傳熱學(xué)和流體力學(xué)的相關(guān)理論,確定其邊界條件。通過Fluent模擬研究不同夾角、不同間距的擾流板對空氣集熱器熱性能的影響規(guī)律;通過強(qiáng)化傳熱綜合評價(jià)參數(shù)對12種擾流板綜合評價(jià),得出最佳擾流板結(jié)構(gòu)參數(shù),結(jié)果表明夾角為45°,間距為140mm的擾...
【文章來源】:南華大學(xué)湖南省
【文章頁數(shù)】:61 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
世界和中國主要常規(guī)能源儲(chǔ)量預(yù)測
據(jù)能量守恒定律,在穩(wěn)定狀態(tài)下,集熱器輸出的有用能量等于同一集熱器上的太陽輻照能量減去集熱器對周圍環(huán)境散失的能量[42],UALQ Q Q,UQ —集熱器在規(guī)定時(shí)段內(nèi)輸出的有用能量,W;LQ —同一時(shí)段內(nèi)集熱器對周圍環(huán)境散失的能量,W;AQ —同一時(shí)段內(nèi)入射在集熱器上的太陽輻照能量,W。熱器總熱損熱器總熱損系數(shù)[42]定義為:集熱器中吸熱板與周圍環(huán)境的平均傳熱板溫度高于環(huán)境溫度,就必定會(huì)向周圍環(huán)境散失一部分熱量。
圖 2-2 空氣集熱器的能量關(guān)系圖器的熱計(jì)算,與普通平板集熱器的熱計(jì)算及考慮方法大出其中幾個(gè)主要參數(shù)的最終表達(dá)式。與吸熱板之間的對流傳熱系數(shù)為ph[2W/(m K)],空氣熱系數(shù)為gh[2W/(m K)],玻璃蓋板溫度gT(οC ),吸熱環(huán)境溫度為aT (οC ),如圖 2-2 所示。這樣,根據(jù)能量吸收輻射熱,可得到如下三個(gè)平衡方程式[43]:的能量平衡方程:( ) ( ) ( ) 0taggfgp gpgU TThTThTT能量平衡方程: ( ) ( ) 0pfpp ggpGhTThTT
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]平板太陽空氣集熱器應(yīng)用與設(shè)計(jì)的技術(shù)及計(jì)算分析[J]. 程襄武. 科學(xué)之友. 2011(22)
[2]擾流板型太陽能平板空氣集熱器集熱性能[J]. 夏佰林,趙東亮,代彥軍,李勇. 上海交通大學(xué)學(xué)報(bào). 2011(06)
[3]平板式太陽能空氣集熱器流道改進(jìn)的試驗(yàn)研究和數(shù)值模擬[J]. 丁剛,左然,張旭鵬,王坤. 可再生能源. 2011(02)
[4]滲透型太陽能空氣集熱器集熱效率研究[J]. 王崇杰,管振忠,薛一冰,王德林. 太陽能學(xué)報(bào). 2008(01)
[5]太陽能資源利用與太陽能建筑發(fā)展[J]. 劉爽. 科技成果縱橫. 2007(06)
[6]推廣太陽能技術(shù) 構(gòu)建節(jié)約型社會(huì)[J]. 劉學(xué)祥. 住宅產(chǎn)業(yè). 2007(Z1)
[7]關(guān)于開發(fā)新能源替代化石能源的思考[J]. 唐振華,蘇亞欣,毛玉如. 能源與環(huán)境. 2005(02)
[8]新能源的開發(fā)與利用[J]. 張巧珍,師晉生,葉京生. 化工裝備技術(shù). 2003(03)
[9]帶透明蜂窩的太陽空氣加熱器的實(shí)驗(yàn)研究(Ⅰ)——不同結(jié)構(gòu)空氣加熱器的性能比較[J]. 葉宏,葛新石,莊雙勇,程曉舫,王軍,許勤堂,奚益民. 太陽能學(xué)報(bào). 2003(01)
[10]V型太陽能空氣集熱器熱過程的數(shù)值模擬[J]. 袁旭東,田玫,黃素逸,王崇琦. 華中科技大學(xué)學(xué)報(bào). 2001(10)
碩士論文
[1]利用太陽能的小型海水/苦咸水淡化裝置研究[D]. 張建柱.江蘇大學(xué) 2010
[2]高速部分流泵的內(nèi)部流場模擬及性能預(yù)測[D]. 龍慧斌.蘭州理工大學(xué) 2009
[3]具有玻璃管蜂窩蓋板的太陽能空氣集熱器的研究[D]. 張志強(qiáng).江蘇大學(xué) 2008
[4]渦流強(qiáng)度對燃油噴霧影響的數(shù)值模擬[D]. 梁麗.重慶交通大學(xué) 2008
[5]太陽能利用技術(shù)與屋頂設(shè)計(jì)一體化應(yīng)用研究[D]. 鄭存耀.河北工業(yè)大學(xué) 2007
[6]太陽能煙囪強(qiáng)化海水蒸發(fā)過程的實(shí)驗(yàn)與理論研究[D]. 方振雷.天津大學(xué) 2005
[7]屋頂空間的開發(fā)與利用[D]. 馬輝.天津大學(xué) 2005
本文編號(hào):3095706
【文章來源】:南華大學(xué)湖南省
【文章頁數(shù)】:61 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
世界和中國主要常規(guī)能源儲(chǔ)量預(yù)測
據(jù)能量守恒定律,在穩(wěn)定狀態(tài)下,集熱器輸出的有用能量等于同一集熱器上的太陽輻照能量減去集熱器對周圍環(huán)境散失的能量[42],UALQ Q Q,UQ —集熱器在規(guī)定時(shí)段內(nèi)輸出的有用能量,W;LQ —同一時(shí)段內(nèi)集熱器對周圍環(huán)境散失的能量,W;AQ —同一時(shí)段內(nèi)入射在集熱器上的太陽輻照能量,W。熱器總熱損熱器總熱損系數(shù)[42]定義為:集熱器中吸熱板與周圍環(huán)境的平均傳熱板溫度高于環(huán)境溫度,就必定會(huì)向周圍環(huán)境散失一部分熱量。
圖 2-2 空氣集熱器的能量關(guān)系圖器的熱計(jì)算,與普通平板集熱器的熱計(jì)算及考慮方法大出其中幾個(gè)主要參數(shù)的最終表達(dá)式。與吸熱板之間的對流傳熱系數(shù)為ph[2W/(m K)],空氣熱系數(shù)為gh[2W/(m K)],玻璃蓋板溫度gT(οC ),吸熱環(huán)境溫度為aT (οC ),如圖 2-2 所示。這樣,根據(jù)能量吸收輻射熱,可得到如下三個(gè)平衡方程式[43]:的能量平衡方程:( ) ( ) ( ) 0taggfgp gpgU TThTThTT能量平衡方程: ( ) ( ) 0pfpp ggpGhTThTT
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]平板太陽空氣集熱器應(yīng)用與設(shè)計(jì)的技術(shù)及計(jì)算分析[J]. 程襄武. 科學(xué)之友. 2011(22)
[2]擾流板型太陽能平板空氣集熱器集熱性能[J]. 夏佰林,趙東亮,代彥軍,李勇. 上海交通大學(xué)學(xué)報(bào). 2011(06)
[3]平板式太陽能空氣集熱器流道改進(jìn)的試驗(yàn)研究和數(shù)值模擬[J]. 丁剛,左然,張旭鵬,王坤. 可再生能源. 2011(02)
[4]滲透型太陽能空氣集熱器集熱效率研究[J]. 王崇杰,管振忠,薛一冰,王德林. 太陽能學(xué)報(bào). 2008(01)
[5]太陽能資源利用與太陽能建筑發(fā)展[J]. 劉爽. 科技成果縱橫. 2007(06)
[6]推廣太陽能技術(shù) 構(gòu)建節(jié)約型社會(huì)[J]. 劉學(xué)祥. 住宅產(chǎn)業(yè). 2007(Z1)
[7]關(guān)于開發(fā)新能源替代化石能源的思考[J]. 唐振華,蘇亞欣,毛玉如. 能源與環(huán)境. 2005(02)
[8]新能源的開發(fā)與利用[J]. 張巧珍,師晉生,葉京生. 化工裝備技術(shù). 2003(03)
[9]帶透明蜂窩的太陽空氣加熱器的實(shí)驗(yàn)研究(Ⅰ)——不同結(jié)構(gòu)空氣加熱器的性能比較[J]. 葉宏,葛新石,莊雙勇,程曉舫,王軍,許勤堂,奚益民. 太陽能學(xué)報(bào). 2003(01)
[10]V型太陽能空氣集熱器熱過程的數(shù)值模擬[J]. 袁旭東,田玫,黃素逸,王崇琦. 華中科技大學(xué)學(xué)報(bào). 2001(10)
碩士論文
[1]利用太陽能的小型海水/苦咸水淡化裝置研究[D]. 張建柱.江蘇大學(xué) 2010
[2]高速部分流泵的內(nèi)部流場模擬及性能預(yù)測[D]. 龍慧斌.蘭州理工大學(xué) 2009
[3]具有玻璃管蜂窩蓋板的太陽能空氣集熱器的研究[D]. 張志強(qiáng).江蘇大學(xué) 2008
[4]渦流強(qiáng)度對燃油噴霧影響的數(shù)值模擬[D]. 梁麗.重慶交通大學(xué) 2008
[5]太陽能利用技術(shù)與屋頂設(shè)計(jì)一體化應(yīng)用研究[D]. 鄭存耀.河北工業(yè)大學(xué) 2007
[6]太陽能煙囪強(qiáng)化海水蒸發(fā)過程的實(shí)驗(yàn)與理論研究[D]. 方振雷.天津大學(xué) 2005
[7]屋頂空間的開發(fā)與利用[D]. 馬輝.天津大學(xué) 2005
本文編號(hào):3095706
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