R245fa在平板集熱器內(nèi)的沸騰及集熱板的結(jié)構(gòu)優(yōu)化研究.pdf

1、太陽能以其無環(huán)境污染、資源豐富、取之不盡、用之不竭、處處均可開發(fā)應(yīng)用等特點，日益受到人們的重視。 太陽能低溫熱發(fā)電系統(tǒng)近年來也成為國內(nèi)外研究熱點之一。對于低溫熱發(fā)電的研究大多數(shù)集中在工質(zhì)選擇以及實驗方面。 為了進一步了解工質(zhì)在管內(nèi)的流動與沸騰特性，從而能更精確的預(yù)測工質(zhì)狀態(tài)的變化，本文建立了工質(zhì)R245fa在集熱器管內(nèi)沸騰的物理模型，利用CFD軟件模擬，并分析了熱流密度以及質(zhì)量流量對流體狀態(tài)變化的影響。 通過對大

2、量數(shù)據(jù)的分析，得出以下結(jié)論：首先，經(jīng)過實驗和數(shù)值計算的比較，結(jié)果表明實驗和理論模擬基本吻合，變化趨勢一致，說明采用這種數(shù)值模擬的方法來研究管內(nèi)沸騰是可行的。 其次，通過分析管內(nèi)溫度、氣體體積分數(shù)，可以看出流體溫度在進口為過冷的狀態(tài)下，會迅速上升，到飽和溫度時則變化平緩，到沸騰后期由于蒸干現(xiàn)象的存在，對流換熱系數(shù)迅速降低，管內(nèi)蒸汽出現(xiàn)過熱狀態(tài)，再持續(xù)加熱，則管內(nèi)流體全部變?yōu)闅怏w，出口為過熱氣體。 然后，通過比較分析，發(fā)現(xiàn)熱

3、流密度、質(zhì)量流量以及飽和溫度對流體狀態(tài)變化都有很大的影響，如果飽和溫度不變，要達到同樣的流體出口狀態(tài)時，質(zhì)量流量與熱流密度成正比。 平板集熱器是太陽能利用中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，如何提高平板集熱器的集熱效果也是當前研究的重點，近年來人們對于太陽能集熱板研究主要集中在吸收涂層方面，而對于集熱器吸熱板的結(jié)構(gòu)和材料本身方面的研究則相對較少，本文重點研究分析改變集熱板結(jié)構(gòu)即在集熱板上加上黑體空腔結(jié)構(gòu)的影響以及黑腔結(jié)構(gòu)的尺寸優(yōu)化。 通過分析