太陽能吸熱體流道截面結(jié)構(gòu)對工質(zhì)流動及傳熱特性影響的研究.pdf

1、中圖分類號UDCTK519621碩士學(xué)位論文學(xué)校代碼密級10533太陽能吸熱體流道截面結(jié)構(gòu)對工質(zhì)流動及傳熱特性影響的研究Researchoninfluenceofsectiontypesofchannelonflowandheattransfercharacteristicsinsolarheatabsorber作者姓名：學(xué)科專業(yè)：研究方向：學(xué)院(系、所)：指導(dǎo)教師：李雅瑾機械工程機械電子工程機電工程學(xué)院江樂新副教授論文答辯日期絲!：苧

2、：!羅答辯委員會主席中南大學(xué)2013年5月‘商勘j太陽能吸熱體流道截面結(jié)構(gòu)對工質(zhì)流動及傳熱特性影響的研究摘要：平板太陽能集熱器具有熱效率高、價格低廉、容易與建筑物結(jié)合等優(yōu)點而受到全球的矚目。在國外，平板太陽能集熱器在集熱器市場占有率高達90％以上。在我國，隨著太陽能建筑一體化進程的推進，對平板太陽能集熱器的需求也越來越大，太陽能吸熱體是其核心部件，吸熱體流道的截面形狀以及流道內(nèi)壁結(jié)構(gòu)，將對流道內(nèi)工質(zhì)的流動和傳熱特性產(chǎn)生較大的影響。本文設(shè)

3、計了材料截面面積和流量截面面積均相等的不同截面結(jié)構(gòu)的吸熱體流道，研究流道截面結(jié)構(gòu)對工質(zhì)流動及傳熱特性的影響，為集熱器吸熱體流道的設(shè)計、換熱性能的提高及結(jié)構(gòu)優(yōu)化提供理論參考。本文通過簡化實際模型建立了吸熱體流道的物理模型，然后分兩類建立了吸熱體流道的幾何模型。在理論分析中，建立了模型涉及到的數(shù)學(xué)模型和理論公式。對幾何模型網(wǎng)格劃分，設(shè)置初始條件和邊界條件后，進行數(shù)值模擬計算。在得出數(shù)值模擬的結(jié)果后，對內(nèi)壁光滑的單圓形、單矩形、多孔圓形、多孔

4、矩形這四種結(jié)構(gòu)的流道進行了速度分析、溫度分析、導(dǎo)熱速率的分析和壓降分析；將內(nèi)壁有半圓形翅片、矩形翅片、三角形翅片的三種不同結(jié)構(gòu)的單矩形流道與內(nèi)壁光滑的單矩形流道的數(shù)值模擬結(jié)果對比，進行了速度分析、溫度分析、導(dǎo)熱速率的分析、壓降分析、阻力系數(shù)的分析、換熱系數(shù)的分析和努塞爾數(shù)的分析。建立了吸熱體流道流動及傳熱的實驗平臺，主要從溫度、壓降和速度三方面對實驗結(jié)果進行了討論分析，并將實驗結(jié)果與模擬結(jié)果對比，驗證了數(shù)值模擬的結(jié)果。最終得出了流道截面

5、結(jié)構(gòu)對吸熱體流道內(nèi)工質(zhì)流動及傳熱特性影響的一些規(guī)律：從傳熱特性來說，當(dāng)材料截面面積和流量截面面積均相等時，內(nèi)壁光滑的四種流道中，多孔矩形流道的傳熱效果最好；而內(nèi)壁有翅片的流道整體比內(nèi)壁光滑的流道的傳熱效果好，且三角形內(nèi)翅的流道的傳熱效果最好；從流動特性來說，當(dāng)材料截面面積和流量截面面積均相等時，內(nèi)壁光滑的流道整體比內(nèi)壁有翅片的流道的阻力損失小，且單圓形流道的阻力損失最小。圖78幅，表3個，參考文獻66篇關(guān)鍵詞：太陽能吸熱體；流道截面結(jié)構(gòu)