太阳能吸热体流道截面结构对工质流动及传热特性影响的研究

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1、中图分类号UDCTK519621硕士学位论文学校代码密级10533太阳能吸热体流道截面结构对工质流动及传热特性影响的研究Researchoninfluenceofsectiontypesofchannelonflowandheattransfercharacteristicsinsolarheatabsorber作者姓名：学科专业：研究方向：学院(系、所)：指导教师：李雅瑾机械工程机械电子工程机电工程学院江乐新副教授论文答辩日期丝!±：苎：!罗答辩委员会主席中南大学2013年5月‘商勘j原创性声明本人声明，所呈

2、交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了论文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得中南大学或其他单位的学位或证书而使用过的材料。与我共同工作的同志对本研究所作的贡献均已在论文中作了明确的说明。作者签名：签塑睦兰量日期：丝年五月王日学位论文版权使用授权书本人了解中南大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留学位论文并根据国家或湖南省有关部门规定送交学位论文，允许学位论文被查阅和借阅；学校可以公布学位论文的全部或部分内容

3、，可以采用复印、缩印或其它手段保存学位论文。同时授权中国科学技术信息研究所将本学位论文收录到《中国学位论文全文数据库》，并通过网络向社会公众提供信息服务。作者签名：彳潍导师签名童圣壅塑日期：丝年』月乒日太阳能吸热体流道截面结构对工质流动及传热特性影响的研究摘要：平板太阳能集热器具有热效率高、价格低廉、容易与建筑物结合等优点而受到全球的瞩目。在国外，平板太阳能集热器在集热器市场占有率高达90％以上。在我国，随着太阳能建筑一体化进程的推进，对平板太阳能集热器的需求也越来越大，太阳能吸热体是其核心部件，吸热体流道的截

4、面形状以及流道内壁结构，将对流道内工质的流动和传热特性产生较大的影响。本文设计了材料截面面积和流量截面面积均相等的不同截面结构的吸热体流道，研究流道截面结构对工质流动及传热特性的影响，为集热器吸热体流道的设计、换热性能的提高及结构优化提供理论参考。本文通过简化实际模型建立了吸热体流道的物理模型，然后分两类建立了吸热体流道的几何模型。在理论分析中，建立了模型涉及到的数学模型和理论公式。对几何模型网格划分，设置初始条件和边界条件后，进行数值模拟计算。在得出数值模拟的结果后，对内壁光滑的单圆形、单矩形、多孔圆形、多孔

5、矩形这四种结构的流道进行了速度分析、温度分析、导热速率的分析和压降分析；将内壁有半圆形翅片、矩形翅片、三角形翅片的三种不同结构的单矩形流道与内壁光滑的单矩形流道的数值模拟结果对比，进行了速度分析、温度分析、导热速率的分析、压降分析、阻力系数的分析、换热系数的分析和努塞尔数的分析。建立了吸热体流道流动及传热的实验平台，主要从温度、压降和速度三方面对实验结果进行了讨论分析，并将实验结果与模拟结果对比，验证了数值模拟的结果。最终得出了流道截面结构对吸热体流道内工质流动及传热特性影响的一些规律：从传热特性来说，当材料截

6、面面积和流量截面面积均相等时，内壁光滑的四种流道中，多孔矩形流道的传热效果最好；而内壁有翅片的流道整体比内壁光滑的流道的传热效果好，且三角形内翅的流道的传热效果最好；从流动特性来说，当材料截面面积和流量截面面积均相等时，内壁光滑的流道整体比内壁有翅片的流道的阻力损失小，且单圆形流道的阻力损失最小。图78幅，表3个，参考文献66篇关键词：太阳能吸热体；流道截面结构；流动特性；传热特性分类号：TK519IIResearchoninfluenceofsectiontypesofchannelonflowandheat

7、transfercharacteristicsinsolarheatabsorberAbstract：Thefiat-platesolarcollectorhasgotglobalattentionforitshi曲thermalefficiency,lowpriceandfacilitatingtointegratewithbuildings．Ittakesaccountabout90％shareofsolarcollectormarketintheworldwithanexceptionofChina．In

8、ourcountry,withthedevelopmentofsolarbuildingintegrationprocess，thedemandforflat-platesolarcollectoriSalsogrowing，solarheatabsorberiSthecorecomponentoftheflat-platesolarcollector,thecrosssection’