全玻璃真空管黑液太阳能集热系统的性能研究硕士学位论文

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1、广东工业大学硕士学位论文全玻璃真空管黑液太阳能集热系统的性能研究姓名：廖伟初申请学位级别：硕士专业：热能工程指导教师：柯秀芳20090604摘要太阳能集热器的热性能主要由其平均同效率、非稳态效率和总体的保温性能来评价。要提高集热器的集热性能，应该保持最大限度地吸收太阳辐射的同时，尽可能减小其散热损失。本文提出了直接吸收式黑液太阳能集热器的概念。黑液既是集热器的吸热工质又是传热工质，所以集热器的最高温度出现在黑液内部，此集热结构可有效降低集热器的散热损失。本文以实验为主，结合理论和模拟的分析方法，研究黑液太阳能集热器的综合性能。研究黑液太阳能集热器通水取热及温度升高(以下简称温升)规律

2、；黑液箱内螺旋铜管换热性能；非镀膜全玻璃太阳能真空管内黑液温升、流动规律和黑液箱内的温度分层规律；利用热虹吸原理分析了黑液太阳能集热器的集热本质；利用CFD流体力学仿真软件Fluent，通过简化系统模型，对由非镀膜全玻璃太阳能真空管和黑液箱组成的集热系统的黑液工质自然流动作了二维模拟。实验所得的结果基本符合预期效果，并表明了用黑液作为工质的可行性。获得了黑液太阳能集热器通水取热时的换热规律和黑液箱的温度变化规律的数据，螺旋铜管的换热曲线，并由研究可得出螺旋铜管的总传热系数在整个换热过程中是可以维持稳定的：黑液箱在白天的整个集热工作期间，箱体底部黑液的温度较箱体的中部和上部的黑液温度要

3、低得多，而中部和上部黑液的温度基本是相同的，底部与中上部黑液的温差晟大约为lO℃．当在傍晚时，黑液箱的温度会自我调节均匀，最终黑液箱整体的温度趋向一致：研究获得在真空管口同一截面上流出真空管口的黑液与流进真空管的黑液的温差，并且中间真空管的温差要比边缘真空管的温差要大；研究获得了黑液太阳能集热器主要的性能参数和瞬时效率方程曲线；分析了真空管内黑液的吸热本质和流动规律，实验结果与模拟所得的结果基本符合。黑液太阳能集热器的集热工质来源广泛，成本低廉，且有效解决了常规真空管太阳能集热器的卫生问题；采用非镀膜太阳能真空管，节省由于镀膜所消耗的大量电能，符合国家和省节能减排的政策和方针。广东T

4、业人学硕．I：研究生学位论文关键词：黑液；太阳能集热器；热性能本研究得到广东省科技计划项目《储能式黑液太阳能集热器系统的关键技术研究》支持(编号：2006813201001)ⅡABSTRACTThethermalpropertyofsolarcollectorisevaluatedbyparametersliketheaveragedailyefficiency，non-steadystateefficiencyandthetotalthermalinsulatedproperty．Inordertoimprovethethermalpropertyofsolarcollector,

5、Itmustmaimainthefurthestabsorptionwhilereducetheheatlostasmuchaspossible．Adirectabsorptionblackliquidsolarcollectorisproposedinthispaper．Thehighesttemperatureoccurintheinternalareaoftheblackliquidbecausetheblackliquidwork勰heatabsorptionfluidaswellasheat-transferfluid．Itcanreducetheheatlosswiths

6、uchastnlcturc．Comprehensivepropertiesofsolarcollectorarestudiedinthepaperthroughdoingexperimentmainlycombining、析tlltheoreticalresearchandsimulation．Thelawoftemperatureincreaseontapwaterafterabsorbingheatfromblackliquid，theheattransferpropertyofhelicalpipewithinblackliquidtank，thetemperatureincr

7、ease，flowpropertiesofblackliquidinthenon-coating-depositionallglassevacuatedtubeandthetemperaturestratificationinblackliquidtankarestudied．Essentialofheatabsorptionisanalyzed、丽tllarectangularthermosyphonlooptheory．The2·Dsimulation