太陽(yáng)能真空集熱管的強(qiáng)化傳熱技術(shù)研究.pdf

1、槽式太陽(yáng)能集熱器是目前應(yīng)用最為廣泛的太陽(yáng)能中高溫?zé)崂迷O(shè)備，在工業(yè)和日常生活中都擁有廣闊的應(yīng)用前景，但槽式太陽(yáng)能集熱器存在著傳熱系數(shù)較低、設(shè)備占地面積大和真空集熱管內(nèi)易結(jié)垢等問題。本文利用內(nèi)插物強(qiáng)化傳熱技術(shù)改進(jìn)真空集熱管，選取扭帶、組合轉(zhuǎn)子和繞花絲三種代表性的內(nèi)插物對(duì)真空集熱管進(jìn)行強(qiáng)化傳熱。扭帶和組合轉(zhuǎn)子通過使管內(nèi)產(chǎn)生非衰減的旋流和擾流，達(dá)到提高換熱性能的目的，并且有一定的防垢和除垢作用。繞花絲通過彌散效應(yīng)，提高流體混合程度，進(jìn)而增大邊

2、界層區(qū)域的溫度梯度達(dá)到強(qiáng)化傳熱的目的。
　　本文通過數(shù)值模擬和實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的方法對(duì)三種內(nèi)插物對(duì)真空集熱管的強(qiáng)化傳熱效果進(jìn)行了研究。主要的內(nèi)容有:
　　(1)采用FLUENT軟件對(duì)內(nèi)置扭帶和轉(zhuǎn)子的真空集熱管進(jìn)行了數(shù)值模擬，利用DNS法對(duì)加入扭帶和組合轉(zhuǎn)子后太陽(yáng)能真空集熱管的速度場(chǎng)、壓力場(chǎng)和溫度場(chǎng)進(jìn)行了數(shù)值計(jì)算，得到了內(nèi)管出口處的速度分布、壓力分布和溫度分布。將結(jié)果與普通真空集熱管的分布情況進(jìn)行了對(duì)比，發(fā)現(xiàn)加入內(nèi)插物后強(qiáng)化傳熱效果

3、十分明顯，同時(shí)也引起了管內(nèi)阻力系數(shù)的增大，其中內(nèi)插組合轉(zhuǎn)子的強(qiáng)化傳熱效果要大大優(yōu)于內(nèi)插扭帶。
　　(2)搭建了實(shí)驗(yàn)臺(tái)對(duì)繞花絲和組合轉(zhuǎn)了裝置在實(shí)際應(yīng)用中的效果進(jìn)行測(cè)試，結(jié)果表明加入內(nèi)插物后管內(nèi)傳熱介質(zhì)的出口溫度有了較大幅度的提高，同時(shí)也引起了功耗的增加。繞花絲與組合轉(zhuǎn)子裝置相比強(qiáng)化傳熱效果相近，但功耗要小于組合轉(zhuǎn)子，從經(jīng)濟(jì)性上考慮繞花絲內(nèi)置物的綜合效果更好。
　　通過以上研究為內(nèi)插物強(qiáng)化傳熱技術(shù)在太陽(yáng)能真空集熱管上的應(yīng)用以及內(nèi)