圓柱陣列太陽能空氣集熱器的實驗研究.pdf

1、太陽能空氣集熱器是太陽能熱利用的重要裝置.該文對太陽能空氣集熱器的研究現(xiàn)狀及各種太陽能空氣集熱器的特點進行了全面總結(jié),設(shè)計了圓柱陣列太陽能空氣集熱器.在平板太陽能空氣集熱器的集熱板上加上金屬圓柱陣列,從而增強集熱板的換熱能力和吸收太陽輻射的能力,提高集熱器的效率.為研究圓柱無量綱長度(圓柱長度/圓柱直徑)和圓柱無量鋼間距(圓柱間距/圓柱直徑)對集熱器效率和集熱板的換熱系數(shù)的影響,該文設(shè)計了兩臺結(jié)構(gòu)相同、集熱板芯可更換的集熱器框,采用5批

2、不同長度的金屬圓柱和5塊不同圓孔間距的集熱平板組裝成25種圓柱陣列集熱板芯,輪換裝在集熱器框里進行室外動態(tài)測試.集熱板芯表面噴涂普通黑漆,集熱器的傾角可調(diào)節(jié).作為比較,同時測試了具有相似結(jié)構(gòu)的平板太陽能空氣集熱器.對實驗數(shù)據(jù)進行分析,揭示了集熱器的熱容性和太陽輻射強度對瞬時集熱效率的影響;比較了太陽輻射強度波動時,圓柱陣列集熱器與平板集熱器的熱容性對集熱器出口氣流溫度影響的大小;給出了不同圓柱無量綱間距的集熱板換熱系數(shù)隨圓柱無量綱長度變

3、化規(guī)律,指出圓柱無量綱間距對集熱板換熱系數(shù)的影響,圓柱陣列集熱板中的最大換熱系數(shù)達(dá)到28.96W/m<'2>·℃,是平板集熱板換熱系數(shù)的2.97倍;圓柱陣列集熱器的集熱效率與同時測試的平板集熱器進行比較,提出圓柱陣列集熱器效率增加值隨圓柱無量綱長度和圓柱無量綱間距的變化規(guī)律及關(guān)系式,圓柱陣列集熱器的集熱效率比平板集熱器最多增加了0.22,圓柱無量綱長度對集熱效率影響較大.該文同時利用傳熱學(xué)原理分析了圓柱陣列太陽能空氣集熱器的傳熱特性,建