為了探究含有Au納米流體的二維太陽能體吸收式集熱器的性能,采用控制容積法數(shù)值求解了太陽能集熱器內(nèi)部的溫度分布,將集熱器出口平均溫度作為溫升的衡量標準,分析了影響集熱器溫升和效率的主要因素。研究結果表明:集熱器內(nèi)光譜強度在Au等離激元共振波長（500nm左右）處大幅衰減,證明了金屬表面等離激元共振效應可大幅強化光譜吸收特性;集熱器內(nèi)光譜輻射吸收程度影響集熱器溫度分布,從而影響集熱器溫升和效率;采用純水作為工作流體時集熱器效率僅39.99%,添加Au納米粒子比添加Ag納米粒子具有更高的集熱器效率,可達78.75%;流體流速主要影響集熱器溫升,集熱器高度主要影響集熱器效率;當流速為0.1m/s時可獲得最大集熱器溫升36.63℃,集熱器高度為2.5cm時可獲得最高效率82.98%;粒徑和集熱器長度對集熱器溫升和效率影響均不大。 

【文章來源】：西安交通大學學報. 2020,54(08)北大核心EICSCD

【文章頁數(shù)】：6 頁

【部分圖文】：

太陽能集熱器示意圖

忽略粒子相互散射的影響和粒子對水的影響，探究納米粒子的散射系數(shù)、吸收系數(shù)和消光系數(shù)與太陽光入射波長的關系。通過瑞利散射理論對粒子消光特性進行求解，結果如圖2所示，可以看出：(1)金屬納米粒子共振吸收峰波長約為500nm;(2)吸收系數(shù)和消光系數(shù)圖像幾乎重合，這是因為散射系數(shù)較吸收系數(shù)和消光系數(shù)低2個數(shù)量級，計算時對消光效率幾乎沒有影響，因此可以將消光系數(shù)近似為吸收系數(shù)；(3)當波長大于1 000nm時，吸收系數(shù)、消光系數(shù)和散射系數(shù)幾乎均為0。2.2 集熱器內(nèi)輻射吸收強度

圖3為集熱器內(nèi)不同高度輻射吸收強度。從圖3可看出，太陽光輻射強度最大衰減發(fā)生在可見光波長范圍內(nèi)，約400～500nm，表明Au納米粒子的表面等離激元共振效應促使納米粒子對入射光進行了大量吸收（Au納米粒子等離激元共振吸收峰約在500nm處）；隨著y/H的增加，太陽光輻射強度逐漸減小，Au的等離激元共振效應降低。2.3 集熱器內(nèi)部溫度分布

【參考文獻】：
期刊論文
[1]等離激元Ag納米流體光熱轉換特性[J]. 陳梅潔,唐天琪,劉子玉,何玉榮.  中國科學院大學學報. 2018(02)
[2]激光衍射粒度分析儀粒度分布求解方法的研究[J]. 米鳳文.  光子學報. 1999(02)



本文編號：3457823