吸熱器是太陽(yáng)能熱利用系統(tǒng)中的核心模塊,其光熱轉(zhuǎn)化效率是評(píng)價(jià)吸熱器性能的主要指標(biāo),并影響整個(gè)系統(tǒng)的熱利用率。多孔介質(zhì)——泡沫金屬由于其優(yōu)良的三維導(dǎo)流結(jié)構(gòu)、較好的導(dǎo)熱性、較高的孔隙率和比表面積,因此具有較好的強(qiáng)化換熱性能,是理想的吸熱體材料�？諝馕鼰崞饔捎谄涔べ|(zhì)來(lái)源廣、無(wú)污染、出口無(wú)溫升限制而被廣泛應(yīng)用;但受聚焦輻射能影響較大,易形成熱斑而被損壞。本文以泡沫銅為吸熱體與空氣吸熱器相結(jié)合有利于提高吸熱器光熱轉(zhuǎn)化效率,降低吸熱器熱損壞。本文以孔密度為10PPI、20PPI和30PPI,孔隙率分別為95.12%、94.51%和95.46%的泡沫銅作為碟式聚光集熱器的主要吸熱體;采用實(shí)驗(yàn)、數(shù)值計(jì)算和理論分析的方法,研究分析了,空氣流經(jīng)泡沫金屬時(shí)流體流動(dòng)特性、泡沫銅碟式聚光器集熱器光熱轉(zhuǎn)化效率及強(qiáng)化傳熱性能;如下:（1）為研究空氣流經(jīng)泡沫金屬時(shí)流動(dòng)特性,本文采用面心立方、蜂窩狀和立方體三種等效模型,利用FLUENT在不同流速下,壓降、摩擦因子等流動(dòng)特性進(jìn)行數(shù)值模擬;設(shè)計(jì)并搭建了一套風(fēng)管式壓力測(cè)試系統(tǒng),對(duì)三種不同參數(shù)的泡沫銅,進(jìn)行了單一和梯級(jí)疊加實(shí)驗(yàn)研究。結(jié)果表明:壓降與入口速度呈二次線性關(guān)系,修正后... 

【文章來(lái)源】：內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)內(nèi)蒙古自治區(qū)

【文章頁(yè)數(shù)】：91 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

三種光熱轉(zhuǎn)化平臺(tái)

第二章泡沫金屬均勻流CFD模擬及實(shí)驗(yàn)研究9第二章泡沫金屬均勻流CFD模擬及實(shí)驗(yàn)研究2.1等效模型的建立泡沫金屬由固相和氣相構(gòu)成連通或不連通的三維結(jié)構(gòu)，如下圖（2-1）所示為泡沫金屬的微觀和整體結(jié)構(gòu)。為對(duì)泡沫金屬內(nèi)部進(jìn)行流場(chǎng)特性數(shù)值模擬，需要對(duì)其建模，但其錯(cuò)綜復(fù)雜的結(jié)構(gòu)為建模帶來(lái)巨大困難。目前精度最高的建模方式為計(jì)算機(jī)掃描成像[46-47]，通過(guò)X射線CT掃描的方法將泡沫金屬的三維結(jié)構(gòu)掃描模型導(dǎo)入電腦中，實(shí)現(xiàn)對(duì)被掃描結(jié)構(gòu)精確的復(fù)制。如下圖（2-2）為掃描模型結(jié)構(gòu)。其缺點(diǎn)就是成本較高，建模時(shí)較為復(fù)雜，同時(shí)需要各種輔助設(shè)備，不方便操作。國(guó)內(nèi)外很多的專家學(xué)者都在尋找一種精確度較高的、簡(jiǎn)單的等效模型，以代替復(fù)雜的三維結(jié)構(gòu)。圖2-1泡沫金屬結(jié)構(gòu)Figure2-1Foammetalstructure圖2-2掃描模型Figure2-2ScanModel2.1.1面心立方模型分析圖（2-1）中泡沫銅的微觀構(gòu)造，將三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)單體簡(jiǎn)化為在邊長(zhǎng)為a正六面體中心剪切一個(gè)直徑為ds的球而形成的中空模型。如下圖：

第二章泡沫金屬均勻流CFD模擬及實(shí)驗(yàn)研究9第二章泡沫金屬均勻流CFD模擬及實(shí)驗(yàn)研究2.1等效模型的建立泡沫金屬由固相和氣相構(gòu)成連通或不連通的三維結(jié)構(gòu)，如下圖（2-1）所示為泡沫金屬的微觀和整體結(jié)構(gòu)。為對(duì)泡沫金屬內(nèi)部進(jìn)行流場(chǎng)特性數(shù)值模擬，需要對(duì)其建模，但其錯(cuò)綜復(fù)雜的結(jié)構(gòu)為建模帶來(lái)巨大困難。目前精度最高的建模方式為計(jì)算機(jī)掃描成像[46-47]，通過(guò)X射線CT掃描的方法將泡沫金屬的三維結(jié)構(gòu)掃描模型導(dǎo)入電腦中，實(shí)現(xiàn)對(duì)被掃描結(jié)構(gòu)精確的復(fù)制。如下圖（2-2）為掃描模型結(jié)構(gòu)。其缺點(diǎn)就是成本較高，建模時(shí)較為復(fù)雜，同時(shí)需要各種輔助設(shè)備，不方便操作。國(guó)內(nèi)外很多的專家學(xué)者都在尋找一種精確度較高的、簡(jiǎn)單的等效模型，以代替復(fù)雜的三維結(jié)構(gòu)。圖2-1泡沫金屬結(jié)構(gòu)Figure2-1Foammetalstructure圖2-2掃描模型Figure2-2ScanModel2.1.1面心立方模型分析圖（2-1）中泡沫銅的微觀構(gòu)造，將三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)單體簡(jiǎn)化為在邊長(zhǎng)為a正六面體中心剪切一個(gè)直徑為ds的球而形成的中空模型。如下圖：


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