全玻璃真空太陽集熱管是目前結構簡單、應用最廣泛的真空管，本文利用實驗法和數(shù)值模擬法對真空管作了以下三個方面的研究。 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系。結果表明，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的涂層光學性能進行實驗，主要探究了真空管熱性能與涂層的半球發(fā)射比和吸收比的關系，以及長時間的空曬對真空管性能的影響。結果表明，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；實驗還發(fā)現(xiàn)較長時間的空曬會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行構建三維物理模型、生成非結構化網(wǎng)格、數(shù)值計算以及后處理分析，研究了悶曬狀態(tài)下真空管內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，當吸收比從0.7增大至1時，對應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)和工程技術應用提供有益的參考。
【學位單位】：云南師范大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：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參數(shù)第 2 章 全玻璃真空太陽集熱管的熱性能及其評價參數(shù)全玻璃真空管由兩根同軸玻璃管組成，如圖 2.1 所示。其內玻璃管一端為閉的圓頂形狀，由罩玻璃管封離端內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玻璃管的表面，形成吸熱體，將太陽能轉換為熱能，加熱內玻璃管內的傳熱工質（通為水）。綜合體現(xiàn)全玻璃真空管單管熱性能的主要技術指標為空曬性能參數(shù)、曬太陽輻照量和平均熱損系數(shù)。這三項熱性能參數(shù)由清華大學殷志強[5]提出并成國家標準 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，流體所內外管之間為真空夾層，熱量散失主要為輻射熱損的傳導和輻射損失，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 為工質的質量（kg），Tm 為時間(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)境風速儀； 9. 數(shù)據(jù)記錄儀；10. 計算機
【參考文獻】

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本文編號：2881751