發(fā)布時間：2024-05-10 22:11

　　為提高太陽能集熱管供熱水平,研究不同流速對太陽能集熱管效率的影響,解決傳統(tǒng)集熱管受光面小、熱損率高等突出問題,該文設(shè)計了一種具有高效吸收光熱和保溫性能的循環(huán)集熱曬管。循環(huán)集熱曬管由真空石英直管、石英彎管和連接段組成,真空石英直管之間采用串聯(lián)循環(huán)方式連接,以擴(kuò)大受光面積,增加接收的太陽熱能。通過微元分析法推導(dǎo)循環(huán)集熱曬管內(nèi)雙流體的液相與氣相的能量平衡方程,建立了循環(huán)集熱曬管內(nèi)兩相流數(shù)學(xué)模型;對兩相流模型求解區(qū)域進(jìn)行離散化和迭代求解,獲得不同入口質(zhì)量流量下曬管內(nèi)水蒸氣產(chǎn)生的位置和質(zhì)量分?jǐn)?shù);設(shè)計并開展試驗以驗證兩相流模型,分析單相流、兩相流條件下循環(huán)集熱曬管的熱性能。研究表明:在入口質(zhì)量流量4.42 kg/h條件下,循環(huán)集熱曬管內(nèi)流體達(dá)到飽和溫度,開始汽化;曬管內(nèi)流體溫度與入口質(zhì)量流量呈反相關(guān),最高溫度可達(dá)120℃,而曬管集熱效率與入口質(zhì)量流量呈正相關(guān),最高集熱效率可達(dá)0.87。綜合考慮流體溫度和集熱效率,最優(yōu)入口質(zhì)量流量為4.15kg/h;兩相流模型(壓力為0.1 MB)得到的曬管集熱效率理論曲線與試驗測定曲線基本相符,誤差在±2%以內(nèi)。該文成果是真空管內(nèi)兩相流動分析的有益補(bǔ)充,為南疆鹽堿...

【文章頁數(shù)】：9 頁

【部分圖文】：

圖2微元水體熱能平衡

設(shè)微元水體長度為Δx，橫斷面與曬管內(nèi)管的管截面相等，微元體平均水溫為Tf，壁面水溫為TFN,kf為水體的導(dǎo)熱系數(shù)，熱能等于溫度梯度與導(dǎo)熱系數(shù)之積，微元水體的熱能平衡如圖2所示。根據(jù)上述假定和圖2，循環(huán)集熱曬管內(nèi)雙流體的液相與氣相的能量平衡方程為

圖3試驗裝置圖

在浙江大學(xué)紫金港校區(qū)開展循環(huán)集熱曬管的兩相流特性試驗以驗證雙流體模型，試驗裝置主要為循環(huán)集熱曬管輔以換熱管。循環(huán)集熱曬管相鄰單元間利用U型管采用高溫焊接的方式進(jìn)行連接，布置見圖3a。曬管與換熱管均采用串聯(lián)方式連接，換熱管位于循環(huán)集熱曬管正下方，用可控閥門進(jìn)行連接，見圖3b。循環(huán)集....

圖4溫度探頭布置圖

試驗過程中給定鹽堿水入口流速，觀測太陽總輻照度、環(huán)境溫度、風(fēng)速、吸熱涂層溫度等參數(shù)。太陽總輻照度由TRM-2型太陽能測試系統(tǒng)自動進(jìn)行觀測，每15s記錄1次。環(huán)境溫度由RS-232溫度記錄儀表讀取，測量精度0.05℃，放置在距地面1m、試驗裝置旁2m遮光處，在通風(fēng)3min溫....

圖5實測吸熱涂層的溫度

經(jīng)觀測，現(xiàn)場太陽總輻射度為1000W/m2，環(huán)境溫度38℃，風(fēng)速4m/s，進(jìn)口水溫為30℃。取8.83和2.65kg/h入口質(zhì)量流量進(jìn)行兩相流模型驗證試驗，2種流量下實測得到的吸熱涂層溫度見圖5。3數(shù)值模擬與分析

本文編號：3969089