發(fā)布時(shí)間：2023-05-07 15:20

　　在自然資源日益消耗、環(huán)境問題日益受到重視的今天,新型能源的開發(fā)和傳統(tǒng)能源的高效利用變得尤為重要。太陽能憑借其普遍、安全、清潔、無害等優(yōu)點(diǎn),在我國乃至世界范圍內(nèi)都得到了廣泛應(yīng)用。而太陽能集熱器作為太陽光收集和轉(zhuǎn)化的關(guān)鍵裝置,其性能的高低直接影響著太陽能集熱器的發(fā)展前景。然而,目前大多數(shù)對太陽能集熱器的優(yōu)化研究都局限于實(shí)驗(yàn)室測量,并未應(yīng)用在工程中,所以其實(shí)際利用效果并不明確。因此,本文在基于理論和實(shí)際應(yīng)用的基礎(chǔ)上,對一種自主設(shè)計(jì)的新型微通道平板型太陽能集熱器進(jìn)行了研究,旨在提高傳統(tǒng)太陽能集熱器的熱性能以及分析其實(shí)際應(yīng)用效果。本文首先對微通道太陽能平板集熱器的組成結(jié)構(gòu)和運(yùn)行機(jī)理進(jìn)行了闡述,并根據(jù)集熱器工作原理和能量平衡方程,明確其熱量傳遞過程,在此基礎(chǔ)上,提出了微通道太陽能平板集熱器熱性能的計(jì)算模型與評價(jià)參數(shù)。其次為明確其實(shí)際應(yīng)用效果,于2017年冬季在山西省呂梁市某農(nóng)村進(jìn)行了試驗(yàn)測試。結(jié)果表明:在冬季晴朗天氣的典型工況下,該微通道太陽能平板集熱器集熱能力較強(qiáng),日平均集熱效率為63.6%,最高可達(dá)80.4%;系統(tǒng)平均能效比為16.1。經(jīng)計(jì)算,單塊集熱板平均熱損失為233.3 W,且集中在頂部...

【文章頁數(shù)】：91 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 前言
    1.2 太陽能的利用
        1.2.1 太陽能資源
        1.2.2 太陽能熱利用
    1.3 太陽能平板集熱器的研究現(xiàn)狀
        1.3.1 國外研究現(xiàn)狀
        1.3.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀
    1.4 本文主要研究內(nèi)容與方法
第二章 微通道太陽能平板集熱器的基本理論
    2.1 微通道太陽能平板集熱器的結(jié)構(gòu)
        2.1.1 微通道吸熱板
        2.1.2 玻璃板
        2.1.3 保溫材料
        2.1.4 外殼
        2.1.5 循環(huán)工質(zhì)
    2.2 傳熱過程
        2.2.1 能量平衡方程
        2.2.2 太陽能平板集熱器的光學(xué)損失
        2.2.3 太陽能平板集熱器的熱損失
            2.1.3.1 頂部熱損失系數(shù)
            2.1.3.2 底部熱損失系數(shù)
            2.1.3.3 邊緣熱損失系數(shù)
    2.3 微通道太陽能平板集熱器的評價(jià)參數(shù)
        2.3.1 吸收的有用能
        2.3.2 集熱器熱效率因子
        2.3.3 集熱器熱遷移因子
        2.3.4 集熱器效率
        2.3.5 系統(tǒng)能效比
    2.4 本章小結(jié)
第三章 微通道太陽能平板集熱器熱性能的試驗(yàn)研究
    3.1 試驗(yàn)?zāi)康?br>    3.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)及布置
        3.2.1 試驗(yàn)系統(tǒng)的工作原理
        3.2.2 試驗(yàn)系統(tǒng)組成
            3.2.2.1 太陽能平板集熱器陣列
            3.2.2.2 蓄熱裝置
            3.2.2.3 空氣源熱泵
            3.2.2.4 地板輻射采暖系統(tǒng)與水泵
            3.2.2.5 集熱器運(yùn)行策略
        3.2.3 測點(diǎn)布置
        3.2.4 測量儀器
            3.2.4.1 太陽輻照儀
            3.2.4.2 溫度傳感器
            3.2.4.3 風(fēng)速儀與流量計(jì)
            3.2.4.4 數(shù)據(jù)采集與轉(zhuǎn)換
    3.3 試驗(yàn)方法與結(jié)果
    3.4 結(jié)果分析
        3.4.1 流體平均溫度
        3.4.2 集熱效率
        3.4.3 瞬時(shí)效率
        3.4.4 總熱損失
        3.4.5 系統(tǒng)能效比
    3.5 本章小結(jié)
第四章 微通道太陽能平板集熱器的數(shù)值模擬
    4.1 有限體積法和分析軟件
        4.1.1 有限體積法
        4.1.2 CFD軟件介紹
        4.1.3 模擬求解步驟
    4.2 模型建立
    4.3 網(wǎng)格劃分
    4.4 控制方程與微通道流態(tài)判斷
        4.4.1 控制方程
        4.4.2 微通道流態(tài)判斷
        4.4.3 Boussinesq假設(shè)
    4.5 參數(shù)設(shè)置
        4.5.1 求解器選擇
        4.5.2 材料參數(shù)設(shè)置
        4.5.3 邊界條件的設(shè)置
    4.6 網(wǎng)格獨(dú)立性驗(yàn)證
    4.7 本章小結(jié)
第五章 數(shù)值模擬結(jié)果及分析
    5.1 計(jì)算模型驗(yàn)證
    5.2 模擬結(jié)果
    5.3 不同參數(shù)對微通道太陽能平板集熱器熱性能的影響
        5.3.1 太陽輻照度對集熱器熱性能的影響
        5.3.2 室外溫度對集熱器熱性能的影響
        5.3.3 環(huán)境風(fēng)速對集熱器熱性能的影響
        5.3.4 進(jìn)口溫度對集熱器熱性能的影響
        5.3.5 進(jìn)口流量對集熱器熱性能的影響
        5.3.6 流動方式對集熱器熱性能的影響
    5.4 本章小節(jié)
第六章 結(jié)論與展望
    6.1 結(jié)論
    6.2 存在的問題與展望
參考文獻(xiàn)
致謝
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本文編號：3810822