納米流體在分離型熱管槽式太陽(yáng)能集熱系統(tǒng)中對(duì)流傳熱特性研究.pdf

1、太陽(yáng)能熱管自然循環(huán)系統(tǒng)以其高效低換熱溫差、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、無(wú)需泵功等特點(diǎn)，為太陽(yáng)能中高溫集熱系統(tǒng)提供了一種新的方向。傳統(tǒng)換熱工質(zhì)，如水、導(dǎo)熱油、熔巖的導(dǎo)熱系數(shù)較低，使得提高太陽(yáng)能熱發(fā)電系統(tǒng)的熱效率受到了嚴(yán)重限制。尋找和開(kāi)發(fā)一種高導(dǎo)熱性的換熱工質(zhì)變得十分具有吸引力，而納米流體不失為一種理想的新選擇。本課題即將納米流體和熱管兩種技術(shù)相結(jié)合，提出了一種新型的分離型熱管自然循環(huán)太陽(yáng)能中高溫集熱系統(tǒng)裝置。
　　在課題組現(xiàn)有的研究基礎(chǔ)上，本文對(duì)分離

2、型熱管自然循環(huán)槽式太陽(yáng)能中高溫集熱系統(tǒng)模擬實(shí)驗(yàn)臺(tái)進(jìn)行了設(shè)計(jì)計(jì)算，同時(shí)采用兩種不同的計(jì)算模型(均相模型和分相模型)對(duì)系統(tǒng)的流動(dòng)阻力進(jìn)行了理論分析，為自然循環(huán)集熱系統(tǒng)的建立和流動(dòng)阻力的研究提供了理論基礎(chǔ)。
　　在此基礎(chǔ)上，本文重點(diǎn)對(duì)0.5MPa飽和態(tài)Al2O3納米流體在集熱管內(nèi)的混合對(duì)流換熱特征進(jìn)行了等比例尺度的數(shù)值計(jì)算。主要對(duì)等入口流速、等Re數(shù)和等Pe數(shù)三種條件下納米流體管內(nèi)混合對(duì)流傳熱特性隨其濃度變化的規(guī)律進(jìn)行了研究，還對(duì)入口流

3、速和熱流密度對(duì)管內(nèi)混合對(duì)流傳熱特性的影響以及納米流體強(qiáng)化(弱化)對(duì)流傳熱的機(jī)理進(jìn)行了初步探討。研究結(jié)果表明，在等流速、等Re數(shù)和等Pe數(shù)三種工況條件下，隨著納米流體濃度的增加，納米流體對(duì)管內(nèi)混合對(duì)流傳熱表現(xiàn)出一定的弱化效果。
　　納米流體導(dǎo)熱系數(shù)和粘度增大的最終結(jié)果表現(xiàn)為弱化管內(nèi)自然對(duì)流的現(xiàn)象。在低流速條件下，自然對(duì)流效果明顯，管內(nèi)表現(xiàn)出混合對(duì)流現(xiàn)象，自然對(duì)流強(qiáng)化了管內(nèi)的對(duì)流傳熱，但由于納米流體弱化自然對(duì)流，因此最終表現(xiàn)出弱化對(duì)流