隨著化石類能源的日益短缺和人們環(huán)保意識(shí)的不斷加強(qiáng),太陽(yáng)能的大規(guī)模的發(fā)展利用越加凸顯其特殊的重要性。太陽(yáng)能容積換熱器即圓柱陣列換熱器作為一種效率高、可靠性好的換熱器為太陽(yáng)能的大規(guī)模利用提供了條件。 圓柱陣列換熱器是最具潛力的太陽(yáng)能熱電站換熱器。太陽(yáng)能熱電站容積換熱器是由適當(dāng)方式布置在封閉空體內(nèi)的圓柱陣列組成,其內(nèi)部結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性造成了流動(dòng)特性的復(fù)雜性,此外高溫高壓條件下輻射和對(duì)流的耦合換熱也是這種換熱器的重要特點(diǎn)之一。 經(jīng)聚焦后的太陽(yáng)光經(jīng)過窗口進(jìn)入換熱器,并通過圓柱陣列的反射作用使能量分布趨于均勻,工質(zhì)從入口流經(jīng)換熱器內(nèi)部,通過對(duì)流換熱將能量攜帶出去。在換熱過程中,容積內(nèi)圓柱陣列的存在增加換熱器與工質(zhì)的接觸面積,也使得流體的擾動(dòng)增加,客觀上增加了對(duì)流換熱,但是同時(shí)圓柱陣列的存在也增加了流動(dòng)阻力,上述特點(diǎn)可以通過對(duì)相關(guān)控制方程增加源項(xiàng)的方法加以描述。本文采用連續(xù)模型等效的在能量守恒方程增加了能量源項(xiàng),在動(dòng)量守恒方程增加了流動(dòng)阻力源項(xiàng),把圓柱陣列的客觀效果表現(xiàn)在控制方程中,避免了真實(shí)模型內(nèi)部復(fù)雜的幾何結(jié)構(gòu),從而可以在宏觀上研究太陽(yáng)能容積換熱器的換熱的換熱性能。涉及換熱過程的能量源項(xiàng)采用多區(qū)域模...

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【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖1一3圓柱陣列換熱器Fig.l一3Cylin面ealarrayheatexchanger

陣列的容積換熱器的數(shù)值模型展開研究，為研發(fā)高效可靠的容積換熱器進(jìn)行理論和技術(shù)準(zhǔn)備。該型換熱器由腔體及與底部壁面固連的圓柱陣列構(gòu)成，如圖1一3所示。經(jīng)聚焦后的太陽(yáng)光經(jīng)過窗口進(jìn)入換熱器，并通過圓柱陣列的反射作用使能量分布趨于均勻，工質(zhì)從入口流經(jīng)換熱器內(nèi)部，通過對(duì)流換熱將能量攜帶出去。....

圖2一1基于廣義源項(xiàng)的圓柱陣列的表達(dá)Fig.2一1Pin一如arrayheatexehangerbasedongeneralizedsourceitems

簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)并建立準(zhǔn)確可信的計(jì)算模型是數(shù)值計(jì)算的至關(guān)重要的環(huán)節(jié)，并對(duì)模擬結(jié)果準(zhǔn)確性和計(jì)算精度以及計(jì)算效率有重要影響。本文基于對(duì)廣義源項(xiàng)的應(yīng)用(如圖2一1)，采用連續(xù)模型，在建模過程中忽略圓柱陣列結(jié)構(gòu)的真實(shí)存在，把圓柱陣列結(jié)構(gòu)的換熱效果和流動(dòng)阻力效果表達(dá)在相應(yīng)的控制方程中。從而在建模時(shí)....

圖3一4圓柱陣列換熱器平面示意圖

圖3一4圓柱陣列換熱器平面示意圖Fig.3一ThePlainsketehofeylinderarrayheatabsother傳質(zhì)和可視化流動(dòng)實(shí)驗(yàn)表明[’7悶，流體流經(jīng)圓柱陣列與壁面的結(jié)合部處形成的馬蹄渦從主流區(qū)卷吸并攜帶部分流體繞過圓柱沿流動(dòng)方向擴(kuò)的二次流，結(jié)合部流動(dòng)形成的馬蹄....

圖3一5單個(gè)圓柱底部壁面流動(dòng)示意圖

許多研究已經(jīng)發(fā)現(xiàn)馬蹄渦及過流旋渦的存在。由于過流區(qū)域高壓力梯度和邊界層低動(dòng)量流的存在，致使馬蹄渦及過流旋渦形成并橫向擴(kuò)散，導(dǎo)致過流區(qū)域內(nèi)，如圖3所示的區(qū)域2，3，4的外側(cè)具有較高的換熱系數(shù)。而柱體后部即圖3所示的區(qū)域2，3，4靠近柱體的內(nèi)側(cè)則由于邊界層的覆蓋和流體動(dòng)量較弱而傳熱較....

本文編號(hào)：3906034