太陽能承壓系統(tǒng)成為中高層建筑、別墅等主流趨勢,儲熱水箱無疑是其核心部件之一,發(fā)揮著“換熱”、“儲熱”等核心作用。目前,承壓儲熱水箱主要換熱技術之一是夾套換熱,即夾套換熱水箱,其被廣泛應用于太陽能陽臺壁掛自然循環(huán)系統(tǒng)。因為夾套儲熱水箱具有:結構簡單、循環(huán)阻力小、循環(huán)效率高、換熱面積大、換熱效率高等特點,且它不僅適合于北方惡劣的寒冷氣候環(huán)境,也適合于南方高溫強日照環(huán)境,所以良好的夾套儲熱水箱設計既能降低集熱器進口溫度、提高換熱器效率和集熱器效率,又能增加可被利用的熱水量。所以本文選用了市場上常見的額定容量為100L夾層換熱水箱作為模型,通過理論分析、試驗、數(shù)值模擬方法相結合對夾層水箱進行研究,具體研究內(nèi)容如下:首先,對夾層換熱水箱間接循環(huán)系統(tǒng)的工作原理和換熱器的傳熱過程進行了分析。夾層水箱換熱器的傳熱過程包括了:夾層域中的流體與換熱面外側的對流換熱、換熱面外側與內(nèi)側的熱傳導、換熱面內(nèi)側與水箱內(nèi)水的對流換熱三個部分。并定義了水箱的換熱效率。其次,對夾層水箱進行試驗,分析了不同入口流速、溫度和夾層工質填充量對夾層換熱水箱里溫度分布情況以及換熱效率的影響,還對用水過程中夾層水箱進出口溫度進行測試... 

【文章來源】：云南師范大學云南省

【文章頁數(shù)】：94 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 研究背景及意義
        1.1.1 研究背景
        1.1.2 研究意義
    1.2 研究現(xiàn)狀
    1.3 本文工作
        1.3.1 研究對象和內(nèi)容
        1.3.2 研究方法
        1.3.3 創(chuàng)新點
第2章 垂直夾套換熱器儲熱水箱
    2.1 垂直夾套換熱器水箱間接循環(huán)太陽能熱水器的工作原理
        2.1.1 循環(huán)工質的選擇
    2.2 換熱器的傳熱過程分析
        2.2.1 垂直換熱器圓筒壁的導熱過程分析
        2.2.2 夾層換熱器的對數(shù)平均溫差
        2.2.3 垂直夾層水箱換熱器的換熱關聯(lián)式
    2.3 換熱器的傳熱效率
        2.3.1 傳熱效率的定義
        2.3.2 換熱器的傳熱效率
第3章 研究方法及手段
    3.1 實驗研究方法
    3.2 數(shù)值模擬研究方法
        3.2.1 軟件介紹
        3.2.2 求解控制方程
        3.2.3 求解模型
    3.3 FLUNET參數(shù)設置
        3.3.1 求解器及模型設置
        3.3.2 材料物性及流體設置
        3.3.3 邊界條件設置
        3.3.4 離散項設置
        3.3.5 殘差以及松弛因子設置
        3.3.6 迭代及初始化設置
第4章 試驗測試及結果分析
    4.1 試驗測試裝置和儀器
    4.2 取熱水測試試驗結果分析
        4.2.1 放水曲線
        4.2.2 夾層水箱的熱水輸出效率
    4.3 試驗結果分析
        4.3.1 夾層換熱水箱不同循環(huán)流速比較分析
        4.3.2 工質不同填充量的換熱比較
        4.3.3 不同循環(huán)入口溫度的夾層水箱換熱比較
第5章 數(shù)值計算結果分析
    5.1 網(wǎng)格和時間步長獨立性驗證
        5.1.1 網(wǎng)格獨立性驗證
        5.1.2 時間步長獨立性驗證
    5.2 不同流速對夾層換熱水箱換熱的影響
        5.2.1 低流速對夾層換熱水箱換熱影響
        5.2.2 中流速對夾層換熱水箱的影響
        5.2.3 高流速對夾層換熱水箱換熱的影響
        5.2.4 三流速對夾層水箱換熱影響對比分析
    5.3 水箱夾層厚度對水箱換熱影響
        5.3.1 不同夾層厚度對水箱內(nèi)溫度分布的影響
        5.3.2 三種不同夾層厚度對夾層水箱內(nèi)溫度變化影響的對比分析
    5.4 工質填充量對夾層水箱換熱的影響
        5.4.1 不同工質填充量對夾層水箱內(nèi)溫度變化的影響
        5.4.2 三種不同填充量對夾層水箱換熱影響對比分析
    5.5 工質循環(huán)入口溫度對水箱換熱影響
        5.5.1 不同入口溫度對夾層水箱內(nèi)溫度分層的影響
        5.5.2 三種不同入口溫度對水箱換熱影響對比分析
    5.6 循環(huán)管同異側對水箱溫度分層的影響
        5.6.1 循環(huán)管同異側對水箱溫度變化對比分析
    5.7 夾層位置對水箱換熱的影響
        5.7.1 不同夾層位置對夾層水箱溫度分層的影響
        5.7.2 夾層位置對水箱換熱影響對比分析
    5.8 上循環(huán)口高度對夾層換熱影響
        5.8.1 最大填充量對夾層水箱內(nèi)溫度分布的影響
        5.8.2 工質上循環(huán)口位置對水箱內(nèi)溫度變化影響
        5.8.3 上循環(huán)口高度對水箱換熱影響對比分析
第6章 總結與展望
    6.1 本文總結
    6.2 對未來工作的展望
參考文獻
攻讀學位期間發(fā)表的學術論文和研究成果
致謝



本文編號：3318285