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利用首腔窄化強(qiáng)化折流板型太陽(yáng)能集熱器性能研究

發(fā)布時(shí)間:2024-06-08 00:34
  通過(guò)數(shù)值模擬和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證的方法對(duì)利用首腔窄化提升折流板型太陽(yáng)能集熱器熱性能進(jìn)行研究。運(yùn)用數(shù)值分析方法分析5種首腔窄化模型的流動(dòng)換熱特性,獲得窄化首腔強(qiáng)化集熱性能優(yōu)化的方法。結(jié)果表明,首腔寬度對(duì)集熱器效率有重要影響,而對(duì)集熱器阻力影響很小,對(duì)于特定尺度的折流板型集熱器,存在最優(yōu)窄化寬度。在該文的計(jì)算工況范圍內(nèi),首腔窄化模型相比于折流板均布模型的集熱效率增長(zhǎng)率最大為16.90%。通過(guò)建立1.0∶0.5實(shí)驗(yàn)?zāi)P蛯?duì)首腔窄化方法的有效性進(jìn)行驗(yàn)證,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明首腔窄化方法對(duì)于運(yùn)行工況不敏感,具有較穩(wěn)定的優(yōu)化效果,適合向不同應(yīng)用領(lǐng)域、不同氣候地區(qū)推廣。該文提出的方法為折流板型太陽(yáng)能空氣集熱器熱性能優(yōu)化提供了一種新思路。

【文章頁(yè)數(shù)】:8 頁(yè)

【部分圖文】:

圖1集熱器計(jì)算模型

圖1集熱器計(jì)算模型

本文原始模型為課題組自主設(shè)計(jì)的BSAC,腔內(nèi)凈尺寸為2000mm×1000mm×120mm,進(jìn)/出口尺寸為60mm×60mm,集熱器內(nèi)平均分布4塊折流板,長(zhǎng)度為700mm,布置方式如圖1所示。原始模型的4塊折流板在腔內(nèi)平均分布,分割出5個(gè)腔室,每個(gè)腔室的寬度均為400....


圖2各腔集熱板溫度變化圖

圖2各腔集熱板溫度變化圖

比較圖2各模型的集熱板溫度分布可知,雖然折流板重新分布后,相同序號(hào)的集熱腔室集熱面積有所不同,但效率增長(zhǎng)率最高的模型3,其尾腔(圖2中最右端腔室)內(nèi)的最高溫度為500K。相較于其他模型,模型3的集熱板對(duì)應(yīng)位置的溫度是最低的,超過(guò)500K的高溫區(qū)域也最小,而其他模型尾腔均存在大....


圖3吸熱板溫度分布圖

圖3吸熱板溫度分布圖

圖3所示為定量地統(tǒng)計(jì)了從入口端(左端)開(kāi)始的5個(gè)腔室集熱板平均溫度Ta的變化情況。從前4個(gè)腔看,各窄化模型的集熱板平均溫度相對(duì)于模型0均有不同程度降低,窄化程度越高,這個(gè)趨勢(shì)越明顯。其中,首腔溫度分布差別最為顯著,模型1、模型3及模型5的首腔集熱板平均溫度分別為32.24、27.....


圖4中截面的流線(xiàn)和溫度分布圖

圖4中截面的流線(xiàn)和溫度分布圖

從流動(dòng)特征看,各個(gè)模型具有完整拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的旋渦均約為7個(gè),首腔窄化導(dǎo)致了腔室容積重新分配,改變了腔室內(nèi)渦系分布位置,但并未改變主要渦系的數(shù)量。另外,圖4中主要渦系的位置與圖2中集熱板高溫區(qū)域能夠準(zhǔn)確對(duì)應(yīng)。特別是在集熱器尾腔和折流板的背后,大尺度旋渦被集熱板持續(xù)加熱造成熱斑,導(dǎo)致了集....



本文編號(hào):3991190

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