混合工质太阳能平板热管集热器的传热性能-论文.pdf

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1、第42卷第14期广州化工V01．42No．142014年7月GuaugzhouChemicalIndustryJu1．2014混合工质太阳能平板热管集热器的传热性能木杜胜华，苏海鹏(1燕山大学建筑工程与力学学院，河北秦皇岛066004；2华油惠博普科技股份有限公司设计研究院，北京100088)摘要：介绍了平板热管的基本结构与原理，在分析乙二醇及其混合工质的热物理学特性的基础上，建立平板热管的物理与数学模型。采用数值计算模拟方法，分析了混合工质平板热管集热器的传热性能，研究了集热器的效率、温升和启动性

2、能随工作时间的变化规律。研究表明，乙二醇水混合工质平板热管集热器适宜于低温寒冷地区，具有较高的集热性能。关键词：平板热管；混合工质；集热效率；数值模拟中图分类号：TK124，TKS13．5文献标志码：A文章编号：1001—9677(2014)014—0084—04HeatTransferPerformanceoftheFlatPlateHeatPipeSolarCollectorwithMixtureWorkingFluidDUSheng—hua，SUHai—peng(1SchoolofCivilE

3、ngineeringandMechanics，YanshanUniversity，HebeiQinhuangdao066004；2InstituteofDesign&Research，ChinaOilHBPScience&TechnologyCo．，Ltd．，Beijing100088，China)Abstract：Thebasicstructureandprincipleofflatplateheatpipewereintroducedbasedonthermalphysicscharacteri

4、sticsanalysisofethyleneglycolandmixtures，physicalandmathematicalmodelsofflatplateheatpipewereestablished．Bythenumericalsimulationmethod，theheattransferperformanceofthefiatheatpipeheatcollectorwithmixtureworkingfluidwasanalyzed，andtheeficiency，temperatu

5、recollectorupandstartingperformancebytimewerestudied．Itshowedthatfiatheatpipeheatcollectorwithethyleneglycolwatermixturewassuitableforcoldarea，andtheheatcollectingperformancewashigh．Keywords：flatplateheatpipe；mixtureworkingfluid；collectingeficiency；num

6、ericalsimulation平板热管式太阳能集热技术是在传统平板集热技术结合热用物理模型是基于文献。提出的二维微通道阵列平板热管、管发展起来的一种新型太阳能集热技术，具有承压能力强、吸蜂窝热管、真空玻璃盖板热管等平板热管型式提出的。热面积大的优点。此外，这种集热器启动快、传热性能优良、平板热管是在壳体内抽成真空后充人工质，在蒸发段工质具有防冻功能，是太阳能与建筑结合最佳选择的集热器类型之吸收热量，在真空环境中开始汽化膨胀，汽相工质很快充满壳l】J一体，在毛细作用下向冷凝段进行流动；在冷凝段汽相工

7、质放。将平板热管应用于太阳能集热技术，是近年来太阳能热利用领域研究的热点之一_2J。传统的热管太阳能集热器以水为热，凝结后液相工质在重力作用下回到蒸发段，此过程将在壳工质，启动温度高、热管表面温度均匀性差、内部压力变化体内循环进行，能将太阳辐射能通过热管的传递给水箱中的大，易结垢、防冻能力较差。目前，对于混合工质热管的理论水。和实验的研究，主要集中在R11、丙酮、甲醇、乙醇、纳米流2乙二醇及其混合工质的热物理学特性体等工质，以后三种热管工质的研究最为广泛J，乙二醇水溶液作为热管工质的传热特性缺乏研究

8、。本文以乙二醇水混合乙二醇又称甘醇，是一种无色无臭、有甜味液的体有机化溶液作为热管工质，建立了太阳能平板热管集热器的物理和数学物品，最早由法国化学家Charles—Adolphe研制成功J。学模型。对混合工质太阳能平板热管集热器的效率、温升和启乙二醇能与水、丙酮互溶，用作溶剂、防冻剂以及合成涤纶的动性能进行了数值模拟。原料⋯。由于乙二醇能很好地与水进行互溶，因而乙二醇水溶液具有良好地热物理学性能⋯J。1平板热管的基本结构与工作原理2．1乙二醇的热物理性质与传统的热管技