本課題將金屬波紋填料應(yīng)用到太陽能空氣集熱器中，利用其比表面積大，傳熱性能好，重量輕等優(yōu)點(diǎn)，提出了采用沖孔波紋集熱板的滲透型空氣集熱器和波紋板填料型空氣集熱器，并對(duì)集熱器性能以及其在村鎮(zhèn)建筑中的采暖效果和節(jié)能效果進(jìn)行了模擬和實(shí)驗(yàn)研究。首先，在分析其內(nèi)部傳熱過程的基礎(chǔ)上，采用控制容積平衡法分別建立了采用沖孔波紋集熱板的滲透型空氣集熱器在下進(jìn)風(fēng)上出風(fēng)、上進(jìn)風(fēng)下出風(fēng)兩種運(yùn)行模式下的數(shù)學(xué)模型，和波紋板填料型空氣集熱器的二維傳熱數(shù)學(xué)模型，利用Matlab軟件開發(fā)了模型迭代求解的方法。通過在冬季采暖期進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證了所建立的集熱器模型，并利用實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)集熱器的空氣流動(dòng)阻力進(jìn)行了分析。其次，利用驗(yàn)證的數(shù)學(xué)模型，以集熱器的進(jìn)出口溫差、集熱效率以及凈?效率為指標(biāo)，分別模擬研究了兩種集熱器的結(jié)構(gòu)參數(shù)和運(yùn)行參數(shù)對(duì)性能的影響，為空氣集熱器的設(shè)計(jì)與應(yīng)用提供了參考。與課題組之前開發(fā)的真空玻璃蓋板式?jīng)_縫型空氣集熱器相比，相同尺寸、相同工況下，兩種新型太陽能空氣集熱器的集熱效率分別提高了5.8%和3.6%，達(dá)到62.3%和59.6%。其中采用沖孔波紋集熱板的滲透型空氣集熱器的集熱效率更高且空氣流動(dòng)阻力較小，推廣與應(yīng)用的... 

【文章來源】：天津大學(xué)天津市211工程院校985工程院校教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：157 頁

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 課題背景
        1.1.1 氣候變化，能源危機(jī)，環(huán)境污染
        1.1.2 村鎮(zhèn)建筑采暖
        1.1.3 太陽能利用方式
    1.2 研究現(xiàn)狀與問題提出
        1.2.1 研究現(xiàn)狀
        1.2.2 問題提出
    1.3 研究內(nèi)容和研究方法
    1.4 本文組織結(jié)構(gòu)
    1.5 課題來源
第二章 采用沖孔波紋集熱板的滲透型空氣集熱器性能研究
    2.1 集熱器結(jié)構(gòu)及工作原理
        2.1.1 集熱器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
        2.1.2 工作原理
    2.2 集熱器下進(jìn)風(fēng)上出風(fēng)運(yùn)行的數(shù)學(xué)模型
        2.2.1 相關(guān)假設(shè)和簡(jiǎn)化
        2.2.2 計(jì)算區(qū)域離散化
        2.2.3 控制方程
        2.2.4 單值性條件
    2.3 集熱器上進(jìn)風(fēng)下出風(fēng)運(yùn)行的數(shù)學(xué)模型
        2.3.1 控制方程
        2.3.2 單值性條件
    2.4 模型解法
        2.4.1 輻射項(xiàng)處理
        2.4.2 節(jié)點(diǎn)方程
        2.4.3 迭代求解方法
    2.5 模型的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證
        2.5.1 實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)
        2.5.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果
        2.5.3 實(shí)驗(yàn)與模擬結(jié)果對(duì)比
        2.5.4 摩擦阻力系數(shù)回歸
    2.6 集熱器性能模擬分析
        2.6.1 評(píng)價(jià)指標(biāo)
        2.6.2 結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)集熱器性能的影響
        2.6.3 運(yùn)行參數(shù)對(duì)集熱器性能的影響
    2.7 本章小結(jié)
第三章 波紋板填料型空氣集熱器性能研究
    3.1 集熱器結(jié)構(gòu)及工作原理
        3.1.1 集熱器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
        3.1.2 工作原理
    3.2 集熱器數(shù)學(xué)模型
        3.2.1 相關(guān)假設(shè)和簡(jiǎn)化
        3.2.2 計(jì)算區(qū)域離散化
        3.2.3 控制方程
        3.2.4 單值性條件
    3.3 模型解法
        3.3.1 節(jié)點(diǎn)方程
        3.3.2 迭代求解方法
    3.4 模型的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證
        3.4.1 實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)
        3.4.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果
        3.4.3 實(shí)驗(yàn)與模擬結(jié)果對(duì)比
        3.4.4 摩擦阻力系數(shù)回歸
    3.5 集熱器性能模擬分析
        3.5.1 結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)波紋板填料型空氣集熱器性能的影響
        3.5.2 兩種空氣集熱器性能對(duì)比
    3.6 本章小結(jié)
第四章 新型太陽能集熱器應(yīng)用于典型村鎮(zhèn)建筑采暖效果研究
    4.1 應(yīng)用新型太陽能集熱器的典型村鎮(zhèn)建筑
    4.2 應(yīng)用新型太陽能集熱器的村鎮(zhèn)建筑采暖效果實(shí)驗(yàn)研究
        4.2.1 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與實(shí)驗(yàn)?zāi)康?br>        4.2.2 實(shí)驗(yàn)方法
        4.2.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析
        4.2.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)論
    4.3 應(yīng)用新型太陽能集熱器的村鎮(zhèn)建筑動(dòng)態(tài)分析模型
        4.3.1 相關(guān)假設(shè)和簡(jiǎn)化
        4.3.2 集熱器模型
        4.3.3 村鎮(zhèn)建筑模型
        4.3.4 動(dòng)態(tài)分析模型求解方法
        4.3.5 動(dòng)態(tài)分析模型驗(yàn)證
        4.3.6 冬季采暖效果模擬
    4.4 本章小結(jié)
第五章 太陽能空氣采暖系統(tǒng)應(yīng)用于村鎮(zhèn)建筑節(jié)能效果研究
    5.1 新型太陽能集熱器應(yīng)用于典型村鎮(zhèn)建筑的冬季供熱量
    5.2 太陽能保證率研究
        5.2.1 太陽能保證率
        5.2.2 太陽能保證率計(jì)算方法
        5.2.3 太陽能保證率影響因素
    5.3 太陽能空氣采暖系統(tǒng)運(yùn)行模式
    5.4 節(jié)能、環(huán)保效果分析
    5.5 本章小結(jié)
第六章 結(jié)論與展望
    6.1 結(jié)論
    6.2 主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)
    6.3 展望
參考文獻(xiàn)
發(fā)表論文和參加科研情況說明
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]Mechanism for the formation of the January 2013 heavy haze pollution episode over central and eastern China[J]. WANG YueSi,YAO Li,WANG LiLi,LIU ZiRui,JI DongSheng,TANG GuiQian,ZHANG JunKe,SUN Yang,HU Bo,XIN JinYuan.  Science China（Earth Sciences）. 2014(01)
[2]交叉V形吸熱板V形底板空氣集熱器性能特性研究[J]. 閆崇強(qiáng),李明,季旭,羅熙.  西南大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2013(07)
[3]被動(dòng)式太陽能在山西農(nóng)村居住建筑中的應(yīng)用[J]. 籍仙榮,杜俊芳,沈濤.  建筑節(jié)能. 2013(05)
[4]應(yīng)用于村鎮(zhèn)住宅的太陽能復(fù)合熱泵空調(diào)系統(tǒng)測(cè)試分析[J]. 李博佳,由世俊,張歡,鄭萬冬.  建筑科學(xué). 2013(02)
[5]波紋板填料的流體力學(xué)性能[J]. 張敏革,王雷,聶凡,崔岳峰,李鑫鋼.  化工進(jìn)展. 2012(11)
[6]蛇形流道太陽能平板空氣集熱器集熱性能研究[J]. 夏佰林,趙東亮,代彥軍,李勇.  太陽能學(xué)報(bào). 2012(09)
[7]一種新型滲透式太陽能空氣集熱器的熱性能研究[J]. 張歡,高煜,由世俊,李憲莉.  天津大學(xué)學(xué)報(bào). 2012(07)
[8]蓋板式?jīng)_縫型空氣集熱器熱性能的影響因素研究[J]. 李憲莉,由世俊,張歡,林國真.  太陽能學(xué)報(bào). 2012(06)
[9]我國建筑節(jié)能戰(zhàn)略研究[J]. 江億.  中國工程科學(xué). 2011(06)
[10]太陽能玻璃真空集熱管熱性能評(píng)價(jià)方法[J]. 梁若冰,馬良棟,張吉禮.  建筑熱能通風(fēng)空調(diào). 2011(03)

博士論文
[1]太陽能空氣集熱及雙效集熱模塊的實(shí)驗(yàn)和理論研究[D]. 馬進(jìn)偉.中國科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2013
[2]我國華北寒冷地區(qū)農(nóng)村可持續(xù)住宅建設(shè)與設(shè)計(jì)研究[D]. 王舒揚(yáng).天津大學(xué) 2011
[3]太陽能熱風(fēng)采暖系統(tǒng)與村鎮(zhèn)建筑一體化研究[D]. 李憲莉.天津大學(xué) 2010

碩士論文
[1]太陽能—土壤源熱泵系統(tǒng)太陽能保證率的研究[D]. 葉曉莉.大連理工大學(xué) 2013
[2]多孔太陽墻采暖房的數(shù)值與實(shí)驗(yàn)研究[D]. 王一鳴.華中科技大學(xué) 2012
[3]一種新型太陽能空氣集熱器的熱性能研究[D]. 馮其明.天津大學(xué) 2010
[4]太陽能空氣集熱建筑模塊熱輸運(yùn)控制方法的研究[D]. 陳佳.大連理工大學(xué) 2009
[5]被動(dòng)式太陽能建筑動(dòng)態(tài)室溫預(yù)測(cè)及能耗分析[D]. 劉靜君.大連理工大學(xué) 2007
[6]新型變色幕墻太陽能空氣集熱器的熱性能研究[D]. 薛靜.大連理工大學(xué) 2006



本文編號(hào)：3637156