內(nèi)置水集熱器的生物質(zhì)柴灶熱工性能研究.pdf

1、生物質(zhì)柴灶作為中國農(nóng)村地區(qū)的炊事工具已有數(shù)千年的歷史，柴灶的結(jié)構(gòu)形式隨著人民生活環(huán)境與經(jīng)濟條件的變化而在不斷改進和優(yōu)化中。在近幾十年內(nèi)，隨著國民經(jīng)濟的迅猛發(fā)展和社會的不斷進步，人們對于居住環(huán)境的舒適性與功能性有了更高的要求。但現(xiàn)階段，部分農(nóng)村地區(qū)所使用的生物質(zhì)柴灶還仍然保留著傳統(tǒng)砌筑式柴灶的樣式，其在熱效率、功能多樣性、外觀等方面已不能完全滿足人們?nèi)粘Ｉ詈陀媚芙Y(jié)構(gòu)的需求。
　　目前對于柴灶的研究，大部分都是僅憑經(jīng)驗給出各部分結(jié)構(gòu)

2、的尺寸建議，而對于柴灶內(nèi)部的傳熱過程未能進行充分的研究，因此不能對柴灶整體結(jié)構(gòu)及熱效率的提高等方面提出準確的指導。本文研究的內(nèi)置水集熱器的生物質(zhì)柴灶是在改進傳統(tǒng)生物質(zhì)柴灶結(jié)構(gòu)、提高柴灶熱效率的基礎上，增設水集熱器，將不能為炊事和采暖利用的那部分剩余能量吸收再利用，可以提供生活熱水和采暖用熱水。本文的研究內(nèi)容主要有內(nèi)置水集熱器的生物質(zhì)柴灶熱工性能實驗、各部分熱量分配分析以及傳熱模型的建立。
　　實驗研究內(nèi)置水集熱器的生物質(zhì)柴灶時，選

3、取了另一種普通生物質(zhì)柴灶作為對比對象，通過燃燒實驗實測的方法，得到兩種柴灶的熱工性能相關(guān)數(shù)據(jù)。比較兩種柴灶的升溫段供熱強度、蒸發(fā)段供熱強度兩項熱工指標，計算結(jié)果顯示內(nèi)置水集熱器的生物質(zhì)柴灶在兩個時間段內(nèi)的供熱強度均大于無集熱器的普通生物質(zhì)柴灶。根據(jù)實驗數(shù)據(jù)對灶膛內(nèi)部熱量分配進行計算。計算得出灶膛各部分熱量占總輸入熱量的百分比:炊事得熱19.25％、水集熱器得熱42％、煙氣熱量28.75％、灶壁面散熱4.5％、氣體不完全燃燒熱損失0.9％

4、、固體不完全燃燒損失4.3％、灰渣熱損失0.3％。進而得出農(nóng)村住宅中炊事用熱、采暖用熱、余熱利用三部分熱量的平衡分析，為農(nóng)村住宅供熱系統(tǒng)優(yōu)化提供基礎數(shù)據(jù)。
　　建立了內(nèi)置水集熱器的生物質(zhì)柴灶內(nèi)部傳熱數(shù)學模型，其中包括柴灶結(jié)構(gòu)模型、灶膛內(nèi)部換熱模型、生物質(zhì)燃料燃燒模型、水集熱器換熱模型四個模塊，并做了合理簡化。模型可以實現(xiàn)通過輸入柴灶結(jié)構(gòu)信息、燃料種類、環(huán)境參數(shù)等基本參數(shù)信息獲得鍋水溫度、水集熱器內(nèi)水溫、灶排出煙氣溫度、灶內(nèi)壁面得熱