太阳能热水器内部流动性能正交模拟

【摘要】：研究全玻璃真空管式太阳能热水装置内部的流动性能,分别针对有无反光板和具有不同长径比、倾斜角度以及集热管插管深的直流全玻璃真空管式太阳能热水器进行仿真模拟,以不同进口温度、质量流量以及输入热流模拟热水器的各种试验工况。采用正交试验效应计算方法,定量分析对集热管内循环流速、停滞区比值、漩涡数等流场指标起主要影响作用的因素。结果表明:对集热管内循环流速影响最大的是集热管下表面热流(约占绝对效应总和的26%)以及水箱入口温度(24%)。对集热管内停滞区比值影响最大的是集热管下表面热流,占25%,其次为集热管偏离垂直方向的角度,占15%。水箱入口初温和集热管长径比是对集热管内漩涡数影响最大的2个因素,分别占绝对总效应的36%和29%。因此等权重衡量各因素对集热器3个流场指标的影响差异,未来热水器结构改进的方向渐次为:增加反光板,减小长径比,降低入口温度,增加入口质量流速,增大倾斜角度,增加选择性吸收涂层吸收比,进而增加上表面热流,最后减小集热管插入深度。 【作者单位】： 南京工业大学能源学院;江苏太阳雨太阳能有限公司;
【关键词】： 太阳能集热器 全玻璃真空集热管 正交设计 数值模拟(CFD)
【基金】：江苏省科技支撑计划资助项目(BE2008140)
【分类号】：TK515
【正文快照】： 国内外学者做了大量有关全玻璃真空管式太阳能热水器试验方面的研究,包括粒子图像测速(PIV)热成像技术[1]、流线跟踪法[2]、透明半导体电热膜加热技术[3],模拟软件也是研究的热点[1-6],无论在定性还是定量层面上,对加热流体的最大速度及其产生位置、两个相对流动的交叉点、热

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