全玻璃太阳能真空集热管流场和温度场的研究

摘要

该文利用FLUENT计算和实验相结合,揭示了全玻璃太阳能真空集热管测试状态下的流场和温度场的规律,分析了太阳能真空集热管流场和温度场的影响因素,对结构设计和国家检测标准做出了评价.主要研究内容和研究成果如下:1.根据太阳能真空集热管的物理模型和FLUENT的建模要求,建立了太阳能真空集热管的FLUENT计算模型,根据太阳能真空集热管在闷晒、空晒和散热状态下的工作条件,设置FLUENT计算的边界条件,对三种工况下的流场和温度场进行计算,计算结果与实验测试结果非常吻合;2.通过FLUENT计算,清楚地观察到太阳能真空集热管壁面和中心部分,顶部、中部和底部在各种工况下的流场分布均不相同;得出了各种工况下的温度—时间变化曲线,沿轴线方向的温度梯度;同时还计算了各部分热损的传热流量;3.分析了各种因素对太阳能真空集热管流场和温度场的影响.4.对太阳能真空集热管的国家检测标准做出了评价.用空晒性能参数和闷晒性能参数来评价太阳能真空集热管的好坏即可,取消平均热损系数指标,空晒性能参数反映高温能力,闷晒性能参数反映正常工作时的升温能力.5.对太阳能真空集热管结构设计优化.在不影响安装和增加成本的情况下,应适当增加太阳能真空集热管的长度;根据当地的气候条件和使用要求来综合考虑选择直径;国标规定的真空度必须达到5×10<'-2>Pa,发射率小于0.1是合理的;弹簧卡子不要选用很宽、很大的尺寸,尽量减少接触热损;吸气剂并非越多越好,只要能够吸收残余气体,保证一定的真空度即可.

目录

文摘

英文文摘

第一章太阳能真空集热管流场和温度场研究意义及方法

1.1引言

1.2全玻璃太阳能真空集热管工作机理

1.3太阳能真空集热管性能评价指标及国家标准

1.4太阳能真空集热管流场和温度场研究

1.4.1研究意义

1.4.2研究方法

第二章太阳能真空集热管流场和温度场FLUENT计算

2.1 FLUENT计算模型和求解方法

2.1.1 Fluent计算模型

2.1.2 Fluent求解方法

2.2太阳能真空集热管闷晒状态下流场和温度场FLUENT计算

2.2.1定义计算模型

2.2.2建立实体模型和划分网格

2.2.3 Fluent求解器选择及边界条件的设定

2.2.4设定控制参数、初始化及计算

2.2.5后处理分析

2.3太阳能真空集热管各种状态下的流场和温度场

2.3.1热损系数测试状态下的流场和温度场

2.3.2空晒状态下的流场和温度场

第三章太阳能真空集热管流场和温度场影响因素分析

3.1直径和长度的影响

3.2倾斜角度的影响

3.3初始温度和时间的影响

3.4真空度和发射率的影响

3.5水垢的影响

3.6辐照强度的影响

第四章太阳能真空集热管性能评价指标和结构优化

4.1太阳能真空集热管结构优化

4.2太阳能真空集热管性能评价指标

第五章总结和展望

参考文献

致谢