玻璃真空管振荡流热管太阳能集热器的设计及实验研究

【摘要】：本课题依托国家863计划项目“承压式振荡热管太阳能热水器的开发”资助,将目前国际上倍受瞩目的高效传热元件---振荡热管应用到太阳能集热器。开发出可承压式振荡热管太阳能集热器。本文总结了当前国内外振荡热管及太阳能集热器热性能测试研究现状,通过室内实验研究了单根柱形振荡热管的基本传热规律。通过室外热性能测试系统研究了玻璃真空管振荡热管太阳能热水系统热性能。主要研究内容如下： 1、依据玻璃真空管的结构将振荡热管设计制作成柱形管束,通过研究与分析工质、充液率、加热段与冷却段长度、弯头数、热管管材特性、管内真空度对振荡热管的影响,探讨出振荡热管适合应用于作为玻璃真空管吸热内管的参数。自行设计了玻璃真空管振荡热管太阳能集热器,掌握了振荡热管的机械加工,真空抽取密封,太阳能集热器加工组装等工艺、室外热性能测试平台搭建等。 2、建立了单根柱形振荡热管元件热性能室内测试实验台,分别通过改变加热功率、倾角对单根柱形振荡热管元件热性能进行了测试,掌握了单根振荡热管元件的基本传热规律,为太阳能热水系统热性能室外测试奠定了基础。 3、建立了玻璃真空管振荡热管太阳能热水系统热性能室外测试实验台,经过数天测试获得玻璃真空管振荡流热管太阳热水系统的性能方程、输人-输出图。用来预测在不同条件下热水系统的热性能。依据相关太阳能集热器测试标准搭建了太阳能集热器热性能实验台,对太阳能集热器进行了瞬时效率曲线和空晒系数的测定。 【关键词】：振荡热管 太阳能集热器 传热规律 瞬时效率
【学位授予单位】：华北电力大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TK513.1
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第1章 绪论9-20
• 1.1 研究背景9-17
• 1.1.1 太阳能热利用9-11
• 1.1.1.1 低温领域9-10
• 1.1.1.2 中温领域10
• 1.1.1.3 高温领域10-11
• 1.1.2 太阳能热水器发展现状11-13
• 1.1.2.1 平板型太阳能集热器11-12
• 1.1.2.2 玻璃真空管太阳能集热器12-13
• 1.1.3 振荡热管应用研究现状13-17
• 1.2 太阳能集热器热性能测试研究现状17-18
• 1.3 课题研究内容18-20
• 第2章 振荡流热管太阳能集热器的设计与制作20-27
• 2.1 引言20
• 2.2 振荡热管设计20-25
• 2.2.1 工质的选择20-21
• 2.2.2 充液率的选择21-22
• 2.2.3 加热段与冷却段长度的选择22
• 2.2.4 弯头数的选择22-23
• 2.2.5 热管管材特性的选择23-24
• 2.2.6 管内真空度的影响及抽取24-25
• 2.3 集热器基本结构25-26
• 2.4 本章小结26-27
• 第3章 单根柱形振荡热管元件传热规律27-32
• 3.1 单根柱形振荡热管元件实验台简介27-28
• 3.2 启动特性分析28-29
• 3.3 实验结果分析29-30
• 3.4 本章小结30-32
• 第4章 太阳能集热器瞬时效率曲线测定32-38
• 4.1 室外瞬时效率实验台简介32-33
• 4.2 瞬时效率曲线的测定33-35
• 4.3 空晒实验35-36
• 4.4 空晒实验36-37
• 4.5 本章小结37-38
• 第5章 太阳能热水系统热性能测试38-48
• 5.1 热水系统热性能测试平台介绍38-39
• 5.2 实验现象分析39-42
• 5.2.1 热管加热段管壁温度与太阳能辐射强度变化图39-40
• 5.2.2 不同倾角下水箱内水温变化图40-41
• 5.2.3 白昼12小时非稳态效率随时间变化图41-42
• 5.2.4 不同倾角下非稳态效率变化图42
• 5.3 测试结果分析42-46
• 5.3.1 热水系统能量平衡方程43-44
• 5.3.2 日有用得热量44-45
• 5.3.3 太阳能热水系统性能方程45-46
• 5.3.4 平均热损系数46
• 5.4 本章小结46-48
• 第6章 结论与展望48-50
• 6.1 结论48-49
• 6.2 展望49-50
• 参考文献50-53
• 攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果53-54
• 致谢54

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