基于太阳能雾化降温装置研制

【摘要】：太阳能雾化降温装置是一种高效、节能、环保的新型降温装置,可以快速有效地降低局部环境温度,改善空气质量,特殊场合可替代空调等降温设备。随着气候变暖,城市热岛效应变的越来越明显,需要营造一个良好、舒适的户外环境。同时,国家正提倡节能减排,大力推广新能源的利用与发展。因此,对太阳能雾化降温装置的研究具有重要意义。本文就太阳能雾化装置进行研究,具体内容如下:(1)将太阳能与雾化降温结合在一起,达到降温装置的节能减排、高效率的目的,这种装置比传统降温装置性价比高、作用区域大、效果明显。(2)提出了太阳能雾化降温系统的设计方案,包括系统装置的构成、工作流程等等。对降温系统结构进行整体的设计、构造出该装置的模型。并对装置的几个关键部分进行分析与设计,如太阳能电池板最佳安装角度测量控制系统、喷头合理布置。(3)基于简单实用的目的,设计一种撞击式雾化喷头,并利用Fluent软件对其流场进行仿真模拟,获得雾化效果的云图及相关数据等。并通过多组对比仿真分析,获得最优的雾化参数。(4)根据雾化装置的功能,对输入输出控制电路、电源电路等进行设计。利用Keil软件设计所需要的控制程序,并通过Proteus软件检验系统电路及控制程序等。本文所研究的太阳能雾化降温装置耗能少、效果好、自动化高、对环境无污染,可应用于公交站台、海滨浴场等场所,具有较好的应用前景。 【关键词】：太阳能雾化装置 系统方案 模拟仿真 控制设计
【学位授予单位】：集美大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TK519
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 绪论9-16
• 1.1 太阳能发展概况9-11
• 1.2 常用的降温方式概况11-14
• 1.2.1 电机式降温装置11-12
• 1.2.2 压缩机机式降温装置12-13
• 1.2.3 湿帘降温装置13-14
• 1.3 本课题研究的目的和意义14
• 1.4 本课题研究的主要内容14-16
• 第2章 基于太阳能雾化降温系统方案设计16-22
• 2.1 雾化降温系统构成16-17
• 2.2 雾化降温装置设计17-21
• 2.2.1 喷头设计17-18
• 2.2.2 太阳能板安装系统设计18-19
• 2.2.3 太阳能雾化装置概念模型19-20
• 2.2.4 雾化喷头布局20-21
• 2.3 本章小结21-22
• 第3章 太阳能雾化理论基础22-34
• 3.1 太阳能理论22-25
• 3.1.1 太阳能电池板输出特性22-23
• 3.1.2 光电池I-V方程的显式解23-24
• 3.1.3 PN结漂移方程24
• 3.1.4 PN结扩散方程24-25
• 3.2 流体力学理论25-30
• 3.2.1 流体力学的基本方程26-27
• 3.2.2 理想流体的运动方程27-28
• 3.2.3 非定常流体流动的计算方法28-29
• 3.2.4 离散相颗粒控制方程29
• 3.2.5 连续相运动方程29-30
• 3.3 射流理论30-33
• 3.3.1 射流基本参数30-31
• 3.3.2 射流特征参数31-32
• 3.3.3 圆形断面自由紊动射流32-33
• 3.4 本章小结33-34
• 第4章 雾化仿真分析及优化34-47
• 4.1 ANSYS软件介绍34-37
• 4.1.1 ICEM-CFD模块说明34-35
• 4.1.2 Fluent参数设置35-37
• 4.2 雾化建模与仿真37-41
• 4.2.1 物理模型及网格划分38-39
• 4.2.2 仿真结果分析39-41
• 4.3 仿真结果的分析与优化41-46
• 4.4 本章小结46-47
• 第5章 喷雾降温装置控制系统设计47-54
• 5.1 太阳能雾化降温控制系统研究的意义47
• 5.2 系统硬件电路设计47-52
• 5.2.1 关于AT89C51 的基础知识47-50
• 5.2.2 输入输出控制电路设计50
• 5.2.3 电源电路设计50-51
• 5.2.4 软件设计仿真51-52
• 5.3 样机部分展示52-53
• 5.4 本章小结53-54
• 第6章 结论与展望54-56
• 6.1 结论54
• 6.2 展望54-56
• 致谢56-57
• 参考文献57-60
• 附录60-69
• 在学期间发表的学术论文69

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