凹凸板太陽(yáng)能空氣集熱器的研究.pdf

1、太陽(yáng)能空氣集熱器有著高環(huán)境友好性、高集熱效率、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造成本低等優(yōu)點(diǎn)，有著廣泛的應(yīng)用，因此對(duì)太陽(yáng)能空氣集熱器的研究有著重要意義。
　　本文采用FLUENT對(duì)帶有凸胞或凹坑結(jié)構(gòu)集熱板的傳熱和流動(dòng)性能進(jìn)行了數(shù)值模擬研究，并設(shè)計(jì)搭建一個(gè)凹凸集熱板太陽(yáng)能集熱器的實(shí)測(cè)實(shí)驗(yàn)臺(tái)，對(duì)其實(shí)際運(yùn)行的情況進(jìn)行測(cè)試并分析其熱效率，最后采用MATLAB對(duì)下流道式、上-下流道式、下-上流道式、同向雙流道式和反向雙流道式的空氣集熱器進(jìn)行數(shù)學(xué)建模，分析對(duì)比以

2、上五種流道形式下集熱器的性能差別，采用MATLAB優(yōu)化工具箱計(jì)算出不同流道形式下集熱器的最佳的運(yùn)行方案，為改進(jìn)太陽(yáng)能空氣集熱器提供參考依據(jù)。主要的研究成果如下：
　　1）對(duì)凸胞集熱板的傳熱和流動(dòng)性能進(jìn)行數(shù)值模擬研究發(fā)現(xiàn)，在相同的雷諾數(shù)和P/e情況下，凸胞板的Nu隨著流道高度（H）的增大而減弱，阻力系數(shù)（f）則隨著流道高度的增大而減小，對(duì)于綜合系數(shù)而言，在低流道高度時(shí)（<60mm），綜合系數(shù)隨著雷諾數(shù)的增大而減小，在高流道高度時(shí)（≥

3、60mm），最高的綜合系數(shù)出現(xiàn)在Re=7000左右。對(duì)凸胞板擬合得到Nu和f的關(guān)聯(lián)式如下：
　　2）對(duì)凹坑集熱板的傳熱和流動(dòng)性能進(jìn)行數(shù)值模擬研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)雷諾數(shù)和P/e一定時(shí)，傳熱性能隨著e/D的增大而增強(qiáng)，同時(shí)產(chǎn)生的阻力損失也越大，綜合系數(shù)也是隨著e/D的增大而增高，流道高度等于H=20~40時(shí)，綜合系數(shù)隨著雷諾數(shù)的增大而減小，在流道高度等于60~100mm時(shí)，綜合系數(shù)隨雷諾數(shù)增大先增大后減??；在相同的雷諾數(shù)和e/D情況下，當(dāng)Re

4、<7000~9000時(shí)，P/e越大Nu越大，在Re>7000~9000時(shí)則相反；阻力系數(shù)則隨著P/e的減小而增大；綜合系數(shù)則是隨著P/e的增大而增大。對(duì)凹坑板擬合得到Nu和f的關(guān)聯(lián)式如下：
　　3）當(dāng)上下流道高度均為50mm時(shí)，集熱的出口溫度隨著輻射強(qiáng)度的增強(qiáng)而升高，隨著質(zhì)量流量的增大而減小，熱效率隨輻射的增強(qiáng)變化不大，隨著流量的增大而增大，有效效率隨著流量的增大先增大后減小，隨輻射的增強(qiáng)變化不大，而對(duì)于上-下和下-上流道式而言，

5、有效效率隨輻射增強(qiáng)而略升高。
　　4）當(dāng)上下流道高度均為50mm時(shí)，集熱板的凸胞的相對(duì)間距增大，集熱器的出口溫度、熱效率和有效效率則略減?。患療岚宓耐拱南鄬?duì)高度增大，集熱器的出口溫度、熱效率和有效效率則略增大。
　　5）當(dāng)集熱器的流道總高度固定為120mm時(shí)，同向和反向雙流道的集熱器的性能隨著下流道高度的增大變化不大；下流道式集熱器則隨這下流道高度的增大，出口溫度、熱效率和有效效率均減小；而對(duì)于上-下式和下-上式集熱器，隨