發(fā)布時(shí)間：2020-11-13 04:51

　　 全玻璃真空太陽集熱管是目前結(jié)構(gòu)簡單、應(yīng)用最廣泛的真空管，本文利用實(shí)驗(yàn)法和數(shù)值模擬法對真空管作了以下三個(gè)方面的研究。 1.對6種相同規(guī)格、不同生產(chǎn)廠家生產(chǎn)的全玻璃真空管及由其組成的全玻璃真空管太陽熱水器進(jìn)行熱性能測試。分析了單管的熱性能與由其組成的太陽熱水器的得熱量的關(guān)系。結(jié)果表明，全玻璃真空管的悶曬太陽輻照量及平均熱損系數(shù)與由其組成的太陽熱水器的得熱量之間存在明顯的相關(guān)性，但空曬性能參數(shù)對太陽熱水器的得熱量影響不明顯。 2.對大量相同規(guī)格的真空管的熱性能及對應(yīng)的涂層光學(xué)性能進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，主要探究了真空管熱性能與涂層的半球發(fā)射比和吸收比的關(guān)系，以及長時(shí)間的空曬對真空管性能的影響。結(jié)果表明，涂層的半球發(fā)射比對真空管的空曬性能參數(shù)和平均熱損系數(shù)影響較大；而涂層吸收比則是影響悶曬太陽輻照量的主要因素；實(shí)驗(yàn)還發(fā)現(xiàn)較長時(shí)間的空曬會(huì)破壞真空管的真空性能。 3.通過ANSYS旗下的系列軟件對真空管進(jìn)行構(gòu)建三維物理模型、生成非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格、數(shù)值計(jì)算以及后處理分析，研究了悶曬狀態(tài)下真空管內(nèi)部的溫度場和速度場。在探究影響流場分布的因素中發(fā)現(xiàn)：傾角為50°的面平均輻照度均大于相同時(shí)間下其它傾角的面平均輻照度；50°的平均努賽爾數(shù)大于其它傾角的努賽爾數(shù)；涂層的吸收比直接影響接收的輻射，當(dāng)吸收比從0.7增大至1時(shí)，對應(yīng)的面平均輻照度增加了18.9%，吸收比大的涂層溫升較明顯。 上述研究旨在對真空管和太陽熱水器熱性能測試及生產(chǎn)和工程技術(shù)應(yīng)用提供有益的參考。
【學(xué)位單位】：云南師范大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2013
【中圖分類】：TK513.1
【部分圖文】：

第 2 章 全玻璃真空太陽集熱管的熱性能及其評價(jià)參數(shù)第 2 章 全玻璃真空太陽集熱管的熱性能及其評價(jià)參數(shù)全玻璃真空管由兩根同軸玻璃管組成，如圖 2.1 所示。其內(nèi)玻璃管一端為閉的圓頂形狀，由罩玻璃管封離端內(nèi)帶吸氣劑的支撐件支撐；另一端與罩玻管的另一端熔封成為環(huán)狀的開口端。太陽選擇性吸收涂層沉積在內(nèi)玻璃管的表面，形成吸熱體，將太陽能轉(zhuǎn)換為熱能，加熱內(nèi)玻璃管內(nèi)的傳熱工質(zhì)（通為水）。綜合體現(xiàn)全玻璃真空管單管熱性能的主要技術(shù)指標(biāo)為空曬性能參數(shù)、曬太陽輻照量和平均熱損系數(shù)。這三項(xiàng)熱性能參數(shù)由清華大學(xué)殷志強(qiáng)[5]提出并成國家標(biāo)準(zhǔn) GB/T 17049-2005“全玻璃真空太陽集熱管”[2]。而衡量選擇性吸涂層的光學(xué)性能主要為吸收比和發(fā)射比。

通過管壁與流體之間的自然對流換熱，流體所內(nèi)外管之間為真空夾層，熱量散失主要為輻射熱損的傳導(dǎo)和輻射損失，向環(huán)境產(chǎn)生的總熱損為 QL。忽能量守恒定律[47]有IALQ Q Q進(jìn)一步表述為1( ) ( )mf c A L T m adTc m A G A U T Tdt 的比熱容（J/（kg·℃）），m 為工質(zhì)的質(zhì)量（kg），Tm 為時(shí)間(s)，Ac為真空管的有效采光面積（m2）， 為（無量綱）， 為選擇性吸收涂層的吸收比（無量綱，AA為吸熱體表面積（內(nèi)管的表面積，m2），ULT為a1為罩管溫度（℃）。輻射能量

圖 2.3 空曬性能參數(shù)和悶曬太陽輻照量測試裝置示意圖圖 2.4 空曬性能參數(shù)和悶曬太陽輻照量測試裝置照片太陽集熱管；2. 漫反射平板；3. 溫度探頭；4. 保溫帽；5. 總輻；7. 測試支撐架；8. 環(huán)境風(fēng)速儀； 9. 數(shù)據(jù)記錄儀；10. 計(jì)算機(jī)
【參考文獻(xiàn)】

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2 曲偉;袁達(dá)忠;李玉華;;納米流體脈動(dòng)熱管的流動(dòng)與傳熱性能研究[J];工程熱物理學(xué)報(bào);2009年10期

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本文編號：2881751