扰流板对太阳能集热器性能的影响分析及模拟研究

摘要

平板型太阳能集热器是太阳能牧草干燥设备中的关键部件，其集热性能的优劣直接影响其牧草干燥后的品质及干燥成本。本文针对当前平板型太阳能集热器的工作原理，对不同数量扰流板集热器进行了集热效率试验并进行对比分析。同时基于空气动力学、涡运动理论，利用CFD等软件对平板型太阳能集热器腔体内部的流场分布情况及腔体内部能量损耗情况进行数值模拟分析。根据模拟结果，对平板型太阳能集热器的结构进行优化分析与改进设计，以达到提高集热效率，降低干燥成本的目的。
　　本文所做的工作如下：
　　1.对外体结构相同、扰流板数量不同的平板型太阳能集热器进行集热效率试验，研究分析扰流板数量对平板型太阳能集热器集热性能的影响。结果表明，扰流板数量与集热器集热效率无单调关系。
　　2.利用CFD等软件，对集热器内部流场分布及腔体内部能量损耗情况进行模拟分析，研究扰流板对集热器性能的综合影响，并以空气动力学、涡运动等理论为依据对模拟结果进行理论分析。
　　3.根据内部流场分布情况，提出集热器内部腔体结构优化改良方案，以提高集热效率，降低干燥成本和腔体内部能量损耗。通过试验验证，改进后集热器集热效率、出口流速均有所提升。为今后平板型太阳能集热器的设计和优化改进提供参考依据。

目录

声明

1 引言

1.1 课题研究背景

1.2 平板型太阳能集热器概述

1.3 国内外太阳能空气集热器性能的研究现状

1.4 本课题研究内容及意义

2 太阳能空气集热器结构及其集热效率

2.1 太阳能空气集热器结构及其工作原理

2.2 集热效率计算

2.3 集热器扰流板结构对牧草干燥的影响分析

2.4 集热器结构对集热效率的综合影响分析

3 太阳能空气集热器集热性能试验研究

3.1 太阳能干燥系统简述

3.2 集热器集热效率对干燥的影响因素

3.3 试验设计

3.4 试验装置

3.5 试验方案

3.6 试验结果

3.7 试验结果分析

4 平板型太阳能集热器内部流场数值模拟分析

4.1 CFD简述

4.2 数值模拟分析求解步骤

4.3 控制方程

4.4 集热器内部流场数值模拟

4.5 模拟结果的后处理

5 数值模拟结果分析及优化改进方案

5.1 数值模拟结果分析

5.2 改进方案

6 结论与建议

6.1 结论

6.2 建议

致谢

参考文献

附录

作 者 简 介