等离激元Au纳米流体集热器性能研究

摘要

为了探究含有Au纳米流体的二维太阳能体吸收式集热器的性能,采用控制容积法数值求解了太阳能集热器内部的温度分布,将集热器出口平均温度作为温升的衡量标准,分析了影响集热器温升和效率的主要因素.研究结果表明:集热器内光谱强度在Au等离激元共振波长(500 nm左右)处大幅衰减,证明了金属表面等离激元共振效应可大幅强化光谱吸收特性;集热器内光谱辐射吸收程度影响集热器温度分布,从而影响集热器温升和效率;采用纯水作为工作流体时集热器效率仅39.99％,添加Au纳米粒子比添加Ag纳米粒子具有更高的集热器效率,可达78.75％;流体流速主要影响集热器温升,集热器高度主要影响集热器效率;当流速为0.1 m/s时可获得最大集热器温升36.63℃,集热器高度为2.5 cm时可获得最高效率82.98％;粒径和集热器长度对集热器温升和效率影响均不大.