與平板太陽能集熱器相比,真空管太陽能集熱器由于有真空夾層的存在,其熱損失極小。相對于以水作為傳熱工質(zhì)的集熱器,空氣集熱器不存在凍壞、結(jié)垢、腐蝕等問題。但是目前研究焦點(diǎn)多關(guān)注于并聯(lián)型真空管空氣集熱器,對串聯(lián)型真空管集熱器研究甚少,尤其是關(guān)于步進(jìn)式集熱溫度和內(nèi)部阻力更是鮮有報(bào)道。與并聯(lián)型真空管空氣集熱器相比,步進(jìn)式真空管太陽能空氣集熱器能夠把空氣加熱到更高的溫度,提高太陽能利用效率,擁有更廣闊的應(yīng)用前景。本文以步進(jìn)式全玻璃真空管太陽能空氣集熱器為研究對象,設(shè)計(jì)并搭建內(nèi)插式真空管太陽能空氣集熱器實(shí)驗(yàn)平臺(tái),對集熱器的流動(dòng)阻力損失、步進(jìn)式升溫規(guī)律、集熱效率等進(jìn)行了測量,并對該集熱器應(yīng)用于苦鹵蒸發(fā)領(lǐng)域進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究�；谟邢摅w積法,建立集熱器內(nèi)空氣流動(dòng)和傳熱的三維非穩(wěn)態(tài)數(shù)學(xué)模型對集熱器內(nèi)部流場、溫度場、壓力場等進(jìn)行了研究。采用流-固耦合方法,對比分析不同空氣流量下集熱器的步進(jìn)式升溫規(guī)律,并建立集熱器的阻力計(jì)算模型,對集熱器阻力特性進(jìn)行分析,結(jié)合數(shù)值模擬得到的壓力場對該空氣集熱器進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化,確定最佳內(nèi)插管尺寸。結(jié)果表明：空氣進(jìn)入集流管內(nèi)筒后,大部分直接流入內(nèi)插管,但還有一部分在內(nèi)筒端部形成渦流；從... 

【文章來源】：東北大學(xué)遼寧省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：98 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 前言
    1.2 太陽能集熱器
        1.2.1 平板太陽能集熱器
        1.2.2 真空管太陽能集熱器
    1.3 太陽能空氣集熱器
    1.4 太陽能集熱器測試方法簡述
    1.5 本文研究意義及研究內(nèi)容
第2章 集熱管熱平衡及流動(dòng)阻力損失理論知識(shí)
    2.1 太陽能真空集熱管熱平衡
        2.1.1 真空管熱平衡
        2.1.2 照射到真空集熱管的太陽能輻射量
        2.1.3 真空集熱管向外界的散熱量
    2.2 流動(dòng)阻力損失計(jì)算
        2.2.1 沿程摩擦阻力損失
        2.2.2 局部阻力損失
第3章 步進(jìn)式真空管太陽能空氣集熱器實(shí)驗(yàn)研究
    3.1 太陽能空氣集熱器基本結(jié)構(gòu)
    3.2 實(shí)驗(yàn)平臺(tái)及裝置參數(shù)
    3.3 集熱器步進(jìn)式升溫實(shí)驗(yàn)
    3.4 集熱器熱效率實(shí)驗(yàn)
    3.5 集熱器流動(dòng)阻力損失實(shí)驗(yàn)
    3.6 強(qiáng)制蒸發(fā)苦鹵實(shí)驗(yàn)
    3.7 本章小結(jié)
第4章 步進(jìn)式真空管太陽能空氣集熱器數(shù)值分析及結(jié)構(gòu)優(yōu)化
    4.1 引言
    4.2 研究內(nèi)容及目的
    4.3 物理模型和網(wǎng)格
    4.4 數(shù)學(xué)模型
        4.4.1 基本假設(shè)
        4.4.2 流動(dòng)數(shù)學(xué)模型
        4.4.3 傳熱數(shù)學(xué)模型
        4.4.4 邊界條件
        4.4.5 求解方法
    4.5 結(jié)果與分析
        4.5.1 模型驗(yàn)證
        4.5.2 插管尺寸結(jié)構(gòu)優(yōu)化
        4.5.3 集熱器內(nèi)部流場及溫度場模擬預(yù)測
    4.6 本章小結(jié)
第5章 公路隧道射流通風(fēng)設(shè)計(jì)的模擬研究
    5.1 前言
    5.2 研究內(nèi)容及目的
    5.3 物理模型和網(wǎng)格
    5.4 數(shù)學(xué)模型及邊界條件
        5.4.1 基本假設(shè)
        5.4.2 數(shù)學(xué)模型
        5.4.3 邊界條件
        5.4.4 求解步驟
    5.5 結(jié)果與分析
        5.5.1 隧道內(nèi)空氣的流動(dòng)情況
        5.5.2 風(fēng)機(jī)折損系數(shù)
    5.6 本章小結(jié)
第6章 結(jié)論
參考文獻(xiàn)
致謝
附錄
    A 作者在攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文
    B 作者在攻讀學(xué)位期間參加的學(xué)術(shù)活動(dòng)


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]太陽能集熱器容水量對熱系統(tǒng)性能影響的研究[J]. 高巖,陳艷紅,范蕊,張昕宇,安玉嬌.  太陽能學(xué)報(bào). 2012(03)
[2]A Mechanical and Experimental Study on the Heat Loss of Solar Evacuated Tube[J]. 趙惠忠,劉震炎,張敏,黃晨,王麗慧,鄒志軍.  Journal of Shanghai Jiaotong University（Science）. 2009(01)
[3]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)
[4]帶有平面反射板的全玻璃真空集熱管表面能流分析[J]. 王志峰,楊軍.  太陽能學(xué)報(bào). 2005(02)
[5]熱管在太陽能熱利用技術(shù)中的應(yīng)用[J]. 文玉良,浦紹選,唐潤生.  可再生能源. 2005(02)
[6]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)
[7]一種高效平板太陽能集熱器試驗(yàn)研究[J]. 李戩洪,江晴.  太陽能學(xué)報(bào). 2001(02)
[8]全玻璃真空管太陽能空氣集熱器熱性能試驗(yàn)方法研究[J]. 王志峰.  太陽能學(xué)報(bào). 2001(02)
[9]全玻璃真空太陽集熱管光-熱性能[J]. 殷志強(qiáng),唐軒.  太陽能學(xué)報(bào). 2001(01)
[10]全玻璃真空管空氣集熱器管內(nèi)流動(dòng)與換熱的數(shù)值模擬[J]. 王志峰,Sun Hongwei.  太陽能學(xué)報(bào). 2001(01)

碩士論文
[1]內(nèi)插管式全玻璃真空管空氣集熱器性能研究[D]. 王佩明.太原理工大學(xué) 2004



本文編號(hào)：3303513