全玻璃真空管空气集热器管内流动与换热的数值模拟.pdf

第 22 卷 　第 1 期 太 　阳　能 　学 　报 Vol 22 , No1 　 2001 年 1 月 　　　　　　　　　　　　　 ACTA ENERGIAE SOLARIS SINICA 　　　　　　　　　　　　 Jan ,2001 　 文章编号 2001) 全玻璃真空管空气集热器管内 流动与换热的数值模拟① 1 2 王志峰 ,Sun Hongwei ( 1 中国科学院工程热物理研究所 ,北京 100080 ; 2Department of Mechanical Engineering and Applied Mechanics ,University of Rhode Island ,USA) 摘 　要 : 目前 ,对于太阳能集热器的数值模拟大多是基于一维 、非稳态的简化模型之上 。该文采用三维数学及物理 模型对插管提热系统的流动与换热情况进行了数值模拟 。并对模拟结果进行了实验验证 。 关键词 :太阳能空气集热器 ;全玻璃真空集热管 ;数值模拟 中图分类号 :TK515 　　　　　文献标识码 :A 空气集热器建立了理论和数学模型 ,研究其瞬态特 0 　引　言 性 。并通过实验方法确立了多孔丝网的换热系数 。 一维模拟模型可以把精力集中在集热器所构成 模拟采用的是一维数学模型 。 的循环系统的一维分段或分层的温度分布上 ,重点 Akio Saito 通过建立一维数学模型研究了平板 研究集热器系统的整体性能 。但应当看到 ,集热器 集热器在不同云层情况下的动态响应 。获得了由于 作为整个集热系统的能量来源 ,其温度分布及变化 云层性质的变化及地球运动造成的不同太阳辐射强 将对整个系统产生决定性的影响 。因而 Olive 等人 度变化的规律 。 把 目光投向于集热器的温度多维分布及瞬态变化 P. Chiou [4 ] 建立了一个二维数学模型以研究由 上 。当今计算机技术的飞速发展 ,也为更加真实地 于流量分布不均匀造成的平板集热器流体及表面温 全面地描述集热器内部的每一部件的基本性能、各 度分布情况 。指出在所研究的形式范围内它对效率 个部件之间的相互耦合以及在变化的气象驱动力下 的影响的数值 。 其瞬态响应提供可能 。 R .A . Baj ura 和 E. H. Jones[5 ] 建立了一个微分方 太阳能集热系统的数值模拟分为集热器本身的 程组用来模拟空气集热器中空气流动的情况 ,得到 模拟及集热系统的模拟 。 了集热流道内的压力分布 ,并准确地求出了流动的 IAAbbud 通过建立大型计算机程序 , 依赖于 轴向动量修正因子 。 气象驱动力 ,对带有蓄热石床的平板型太阳能加热 G. F.Jones[6 ] 用实验与理论计算的方法相结合 , 系统进行了动态模拟 ,忽略了蓄热箱各层面的二维 方向的分布 。 对以水为工质的流入 —流出集热系统进行了研究 。 A .