摘要：平板太陽能集熱器具有熱效率高、價格低廉、容易與建筑物結(jié)合等優(yōu)點而受到全球的矚目。在國外,平板太陽能集熱器在集熱器市場占有率高達90%以上。在我國,隨著太陽能建筑一體化進程的推進,對平板太陽能集熱器的需求也越來越大,太陽能吸熱體是其核心部件,吸熱體流道的截面形狀以及流道內(nèi)壁結(jié)構(gòu),將對流道內(nèi)工質(zhì)的流動和傳熱特性產(chǎn)生較大的影響。本文設(shè)計了材料截面面積和流量截面面積均相等的不同截面結(jié)構(gòu)的吸熱體流道,研究流道截面結(jié)構(gòu)對工質(zhì)流動及傳熱特性的影響,為集熱器吸熱體流道的設(shè)計、換熱性能的提高及結(jié)構(gòu)優(yōu)化提供理論參考。本文通過簡化實際模型建立了吸熱體流道的物理模型,然后分兩類建立了吸熱體流道的幾何模型。在理論分析中,建立了模型涉及到的數(shù)學(xué)模型和理論公式。對幾何模型網(wǎng)格劃分,設(shè)置初始條件和邊界條件后,進行數(shù)值模擬計算。在得出數(shù)值模擬的結(jié)果后,對內(nèi)壁光滑的單圓形、單矩形、多孔圓形、多孔矩形這四種結(jié)構(gòu)的流道進行了速度分析、溫度分析、導(dǎo)熱速率的分析和壓降分析；將內(nèi)壁有半圓形翅片、矩形翅片、三角形翅片的三種不同結(jié)構(gòu)的單矩形流道與內(nèi)壁光滑的單矩形流道的數(shù)值模擬結(jié)果對比,進行了速度分析、溫度分析、導(dǎo)熱速率的分析、壓... 

【文章來源】：中南大學(xué)湖南省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：70 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
目錄
1 緒論
    1.1 課題研究的背景及意義
        1.1.1 課題研究的背景
        1.1.2 課題研究的意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 平板太陽能集熱器的研究現(xiàn)狀
        1.2.2 流道結(jié)構(gòu)對工質(zhì)特性影響的研究現(xiàn)狀
    1.3 本文的任務(wù)及結(jié)構(gòu)
        1.3.1 本文的任務(wù)
        1.3.2 本文的結(jié)構(gòu)
2 物理模型的建立及理論分析
    2.1 吸熱體流道結(jié)構(gòu)物理模型的建立
    2.2 流道熱傳導(dǎo)的理論分析
        2.2.1 導(dǎo)熱基本定律
        2.2.2 流道導(dǎo)熱微分方程
        2.2.3 導(dǎo)熱微分方程定解條件
    2.3 流道熱對流的理論分析
        2.3.1 牛頓冷卻公式
        2.3.2 流道對流換熱微分方程組
        2.3.3 對流換熱微分方程組定解條件
        2.3.4 邊界層概念
        2.3.5 本文相關(guān)相似特征數(shù)
    2.4 流道內(nèi)工質(zhì)流動的阻力分析
        2.4.1 局部阻力計算
        2.4.2 沿程阻力計算
        2.4.3 總阻力計算
    2.5 流道內(nèi)工質(zhì)流動的速度分析
    2.6 流道內(nèi)工質(zhì)的傳熱特性
    2.7 本章小結(jié)
3 流道內(nèi)工質(zhì)流動及傳熱特性的數(shù)值模擬
    3.1 數(shù)值模擬軟件的確立
    3.2 網(wǎng)格劃分
    3.3 初始化條件和邊界條件
    3.4 模擬結(jié)果與討論
        3.4.1 內(nèi)壁光滑的不同流道的模擬結(jié)果與討論
        3.4.2 內(nèi)壁有翅片的不同流道的模擬結(jié)果與討論
    3.5 本章小結(jié)
4 流道內(nèi)工質(zhì)流動及傳熱特性的實驗研究
    4.1 吸熱體流道的實驗?zāi)康?br>    4.2 吸熱體流道的實驗方案
    4.3 吸熱體流道的實驗系統(tǒng)
        4.3.1 實驗系統(tǒng)的構(gòu)成和工作流程
        4.3.2 吸熱體的試驗件
        4.3.3 實驗系統(tǒng)的動力部分
        4.3.4 實驗系統(tǒng)的加熱部分
        4.3.5 實驗系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集部分
    4.4 實驗數(shù)據(jù)處理
        4.4.1 進出口壓降和阻力系數(shù)的計算公式
        4.4.2 對流換熱系數(shù)和努塞爾數(shù)的計算公式
    4.5 實驗結(jié)果與討論
        4.5.1 不同結(jié)構(gòu)流道實驗所得溫度值的分析
        4.5.2 不同結(jié)構(gòu)流道實驗所得壓降值的分析
        4.5.3 不同結(jié)構(gòu)流道實驗所得速度值的分析
    4.6 本章小結(jié)
5 結(jié)論與展望
    5.1 全文總結(jié)
    5.2 工作展望
參考文獻
攻讀學(xué)位期間主要的研究成果目錄
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
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[3]高層住宅陽臺式平板集熱器性能測試研究[J]. 李永華,焦青太.  淮海工學(xué)院學(xué)報(自然科學(xué)版). 2011(03)
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[8]百葉形和方形蜂窩結(jié)構(gòu)抑制平板集熱器熱損失數(shù)值模擬[J]. 崔永亮,丁昀,楊慶,張濟世.  節(jié)能技術(shù). 2008(05)
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博士論文
[1]高效微小通道熱沉散熱系統(tǒng)設(shè)計及其實驗研究[D]. 劉用鹿.華中科技大學(xué) 2010
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碩士論文
[1]微散熱器流體通道結(jié)構(gòu)參數(shù)對工質(zhì)流動及傳熱特性影響的研究[D]. 王從權(quán).中南大學(xué) 2012
[2]微通道內(nèi)流體的流動與換熱的理論研究和數(shù)值分析[D]. 董晉標.西安電子科技大學(xué) 2007
[3]微通道內(nèi)流體流動和換熱特性的實驗研究[D]. 侯亞麗.河北工業(yè)大學(xué) 2007
[4]微通道結(jié)構(gòu)對流動影響的數(shù)值模擬與實驗研究[D]. 邢麗燕.西安建筑科技大學(xué) 2006



本文編號：3021464