發(fā)布時(shí)間：2022-01-23 16:27

　　提出一種蓄能型內(nèi)插熱管式太陽(yáng)能集熱器,在太陽(yáng)能真空管和振蕩熱管蒸發(fā)段之間充灌相變材料,提高集熱器的瞬時(shí)集熱效率.利用Gambit軟件建立內(nèi)插熱管式太陽(yáng)能集熱器的三維模型,基于FLUENT軟件的凝固/熔化模型,以癸酸（CA）為相變材料進(jìn)行模擬研究,采用Boussinesq近似法對(duì)比分析了考慮浮升力前后的真空管內(nèi)溫度場(chǎng)分布、液化率、不同測(cè)點(diǎn)的溫度曲線的變化,探究了浮升力對(duì)集熱器內(nèi)蓄熱/釋熱過(guò)程換熱規(guī)律的影響.結(jié)果表明,相變材料熔化過(guò)程中浮升力起著至關(guān)重要的作用,使得真空管內(nèi)頂部的升溫速度快于底部.而凝固過(guò)程中浮升力的影響可以忽略不計(jì).蓄熱過(guò)程中集熱器內(nèi)相變材料在軸向上的傳熱方式,固態(tài)顯熱和相變蓄熱階段以導(dǎo)熱為主,液態(tài)顯熱蓄熱時(shí)以對(duì)流傳熱為主,而在徑向上始終以導(dǎo)熱為主. 

【文章來(lái)源】：南京師范大學(xué)學(xué)報(bào)(工程技術(shù)版). 2020,20(03)

【文章頁(yè)數(shù)】：8 頁(yè)

【部分圖文】：

結(jié)構(gòu)原理圖

物理模型

利用Gambit軟件進(jìn)行網(wǎng)格劃分，綜合考慮模擬精度和計(jì)算速度，經(jīng)過(guò)獨(dú)立性驗(yàn)證后選擇網(wǎng)格尺寸為1 mm，時(shí)間步長(zhǎng)為1 s，網(wǎng)格模型如圖3所示．而如果將網(wǎng)格尺寸和時(shí)間步長(zhǎng)分別改為0.1 mm和0.1 s，發(fā)現(xiàn)計(jì)算結(jié)果相差均小于0.1%，計(jì)算時(shí)間卻增加了10倍以上．在Fluent軟件中進(jìn)行邊界條件、計(jì)算方法等相關(guān)內(nèi)容的設(shè)置．選擇3D分離式、隱式、非穩(wěn)態(tài)求解器，使用凝固/熔化模型模擬癸酸的相變過(guò)程．考慮浮升力作用，采用Boussinesq近似法．為了直觀分析浮升力作用的方向，設(shè)置真空管豎直放置．設(shè)置熔化過(guò)程的邊界條件為恒熱流，向陽(yáng)面和背陰面均為800 W/m2，相變材料初始溫度為25℃;凝固過(guò)程的邊界條件設(shè)為恒壁溫20℃，初始溫度為80℃．采用SIMPLE算法求解壓力和速度耦合項(xiàng)，采用PRESTO!算法修正壓力，動(dòng)量、能量方程均采用First Order Upwind算法．在真空管軸向上布置了5個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)T1～T5，其中每?jī)牲c(diǎn)之間的間距為266 mm，徑向上布置三個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)，T6、T3和T7，如圖4所示．

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]癸酸-棕櫚酸二元復(fù)合相變材料的相變特性研究[J]. 費(fèi)華,顧慶軍,王林雅,方敏,蔣達(dá)華,羅凱.  太陽(yáng)能學(xué)報(bào). 2020(01)
[2]石蠟相變材料蓄熱過(guò)程的模擬研究[J]. 鄒勇,仇汝冬,王霞.  儲(chǔ)能科學(xué)與技術(shù). 2020(01)
[3]固液相變材料儲(chǔ)能過(guò)程傳熱機(jī)制的數(shù)值模擬[J]. 楊智舜,陳麗華,夏振華.  儲(chǔ)能科學(xué)與技術(shù). 2019(06)
[4]磁納米流體熱管太陽(yáng)能集熱裝置換熱性能試驗(yàn)[J]. 張?jiān)品?夏尋,羅嵩容,李濤.  熱能動(dòng)力工程. 2018(02)
[5]熱管式真空管太陽(yáng)能聚光集熱系統(tǒng)傳熱特性分析[J]. 張維蔚,王甲斌,田瑞,薛奇成,巴旭陽(yáng).  農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào). 2018(03)
[6]蓄能型振蕩熱管太陽(yáng)能集熱器熱性能[J]. 高旭娜,吳薇,孟志軍,劉鵬鵬,趙文杰,王曉宇.  農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào). 2017(16)
[7]內(nèi)插管式太陽(yáng)空氣集熱器陣列集熱性能與流動(dòng)阻力研究[J]. 曾冬琪,李慧,代彥軍.  太陽(yáng)能學(xué)報(bào). 2014(03)
[8]內(nèi)插式太陽(yáng)能真空管空氣集熱器實(shí)驗(yàn)研究[J]. 袁穎利,李勇,代彥軍,王如竹.  太陽(yáng)能學(xué)報(bào). 2010(11)



本文編號(hào)：3604733