平板式太阳能集热器稳态热性能数值模拟研究

【摘要】：采用有限容积法研究了平板式太阳能集热器的稳态热性能,分析了环境温度、工质入口温度、集热管间距及集热管管径对平板式太阳能集热器热性能的影响。建立翼管式平板式太阳能集热器的物理模型,对该模型进行数值模拟,并将模拟结果与实验研究结果进行对比分析。研究结果表明:随环境温度升高,工质入口温度降低,可显著提高集热器的瞬时效率。太阳辐射强度为740 W/m2,环境风速为4 m/s时,环境温度从0℃增加到30℃时,集热器的瞬时效率从35.85%增加到82.19%;工质入口温度从50℃降低到10℃时,集热器的瞬时效率从23.24%增加到79.78%。减小集热管间距,增加集热管管径都有利于提高集热器的瞬时效率。太阳辐射强度为740 W/m2,环境风速为4 m/s时,集热管间距从180 mm减小到40 mm时,集热器瞬时效率从58.23%增加到65.78%;集热管管径从8 mm增加到20 mm时,集热器瞬时效率从59.47%增加到66.78%。该研究结果有利于对平板式太阳能集热器的设计参数进行优化设计。 【作者单位】： 南京工业大学能源学院;
【关键词】： 太阳能 集热器 平板 数值模拟
【基金】：国家科技支撑计划基金资助项目(2014BAJ01B06) 国家自然科学基金资助项目(51276086) 江苏省“六大”人才高峰项目 江苏省普通高校研究生科研创新计划资助项目(CXLX13-410)资助课题
【分类号】：TK513.1
【正文快照】： 符号说明A—集热器平板面积,m2b—玻璃盖板厚度,mmc—玻璃盖板到吸热板距离,mmcμ—经验常数,cμ=0.09c1—经验常数,c1=1.44c2—经验常数,c2=1.92Cb—管板结合处的热阻,W/(m2·℃)Cp—流体的比热容,J/(kg·K)D—集热管外径,mDi—集热管内径,me—保温层厚度,mmf—沿程长度fx—

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