太陽能熱水系統(tǒng)流體均布研究.pdf

1、摘要目前我國太陽能熱水器產(chǎn)業(yè)進入高速發(fā)展時期,每年以20﹪-30﹪的速度增長,到2002年,年產(chǎn)量已達1000萬m<'2>,年產(chǎn)值達110億元,占世界第一位,太陽能熱水器已成為太陽能熱利用中最成熟、最具經(jīng)濟性的產(chǎn)品,太陽能熱水器產(chǎn)業(yè)成為了世界快速、穩(wěn)定發(fā)展的新興產(chǎn)業(yè)之一.太陽能集熱器陣列中的流體分布極不均勻,在同一集熱器陣列中流過不同集熱器中的流量可能相差幾倍、十幾倍、甚至數(shù)十倍,從而使太陽能熱水系統(tǒng)熱效率降低,能量損失較大.本課題針對

2、太陽能集熱器陣列中流量分布不均的問題,通過對太陽能熱水系統(tǒng)建立理論模型、實驗?zāi)Ｐ?尋求解決太陽能集熱器系統(tǒng)流量分布不均的思路和方法.根據(jù)流體力學知識對太陽能熱水系統(tǒng)建立了一個數(shù)學離散型模型,簡化計算過程,提出了流量分布不均的理論依據(jù).利用計算機對數(shù)學離散模型進行數(shù)值模擬,確定了系統(tǒng)的流量分布規(guī)律.進而建立流體均布模型,利用計算機模擬,研究分析使流體均勻分布所需的集管阻力特征.研究太陽能熱水系統(tǒng)集管阻力特性對流量分布的影響,為解決太陽能熱

3、水系統(tǒng)流量分布不均奠定了理論基礎(chǔ).在理論分析的基礎(chǔ)上,探討工程上解決流體分布均勻化的方法.建立實驗?zāi)Ｐ?測試必要的流體阻力參數(shù),得到了支管的總沿程阻力系數(shù)k3和集管的總沿程阻力系數(shù)k:k<,3>=443.535Re<'-0.1839>k=460.9486Re<'-0.3315>根據(jù)測得的流體阻力系數(shù),計算太陽能熱水系統(tǒng)集熱器陣列在自然狀態(tài)時的流量分布,驗證離散型數(shù)學模型的正確性.同時根據(jù)流體均布模型,建立一個流量均布的實體模型,測量流體