Ⅰ型太阳能空气集热器传热性能分析.pdf

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1、第!"卷第"期江苏大学学报（自然科学版）;’,

2、流速、流道深度对集热器传热性能的影响，计算结果表明全天集热效率随工质流速的增大而增大、随进口温度的升高而急剧下降、随着流道深度的增加，集热效率迅速增大到最大值后逐渐减小>［关键词］太阳能；空气集热器；全天集热效率［中图分类号］?@A=A［文献标识码］B［文章编号］=C%=D%%%A（!##$）#"D##"=D#"太阳能空气集热器结构简单，成本低廉，易于维性能随进口温度、工质流速、流道深度的变化关系>护，因而被广泛应用于供暖、空调、化工干燥等领笔者从集热器的一维模型出发，导出沿程温度分布域>常用的平板型太阳能空气集热器有$种类型>的近似解，得到进口温度、工质流速、流道深度对全天集热效率、

3、沿程温度分布、出口温度的影响关系>!热力学分析图=太阳能空气集热器的类型!型集热器由盖板、吸热板及其所构成的流道E./>=?5F30’-0’,+)+.)G3+43)0组成>物理模型如图!所示>太阳能辐射光束垂直!型（图=+）太阳能空气集热器由表面透过盖入射，空气以一定的流速从流道中流过并被加热>板（如图中双线所示）、底面吸热板（如图中粗黑线所示）及其所构成的空气流道以及吸热板下的保温层（如图中短划线所示）组成；"型（图=H）太阳能空气集热器由表面吸热板和底板及其所构成的空气流道以及底板下的保温层组成；#型（图=8）太阳能空气集热器由表面透过盖板、底面吸热板以及插入在空气流道中的透过隔板

4、及其所构成的空气流道以及吸图!!型集热器的物理模型热板下的保温层组成>E./>!IG50.8+,M’:3,’-0’,+)+.)G3+43)’-45F3!由于空气的导热系数较低，热容小，因此空气集以下分析中出现的数学符号的定义如下：热器的集热效率普遍较低>为提高集热效率，许多!：定压比热，&$（J/·@）［=］"研究者做了大量的研究工作>毛润治研究!型集#$：流道深度，M热器的集热效率随空气流量率的变化关系>!［!］%：传热系数，N$（M·@）I+)J3)等人在定物性的基础上研究!、"、#型集!热器的集热效率随参数的变化关系>K*/［$］在工质&：太阳辐射力，N$M温度线性变化的假设下建

5、立!、"、#型集热器的数’：吸热板宽度，M［"，A］学模型>林金清采用数值方法研究!型和"型(：吸热板长度，M集热器的集热效率随空气流量、进口温度、入射强度)$：工质流速，M$0的变化关系>6L’M’［C］研究了"型集热器的集热!*0：单位面积吸热板的质量，J/$M［收稿日期］!##!D=!D#O［作者简介］夏国泉（=O%OD），男，江苏扬州人，硕士生，主要从事强化传热方面的研究>:%江苏大学学报（自然科学版）第%:卷：单位面积盖板的质量，"#!$%（(）（’）!!34’2!*4’1!*2!(’2&(4’2!(’1!&4’2&(’1!&’’’（’’）4’’’’4"：采样开始时间2!(1

6、!&42&(2!*41!*2&(1!&42!(2&(&"：采样结束时间(3（’2!*4’1!*）（’2!(4’2&(）’’2!(’1!&4’2&（(’2!*4’1!*）4’2&(’1!&4’2!(’2&(!&：吸热板的可见光的吸收率式（)）5对应的边界条件："：盖板的可见光的透射率!：工质密度，"#!$)%(7#/8/%(+#(假定,5，(与坐标#无关，则沿程温度分布%（#）6(下角标为*：环境!&"!&(：工质%（(#）0%*0(6(6,5#+：进口状态/’9!［0］!&"!&#(-()*$!(%(+0%*0,：出口状态(6!：盖板（:）&：吸热板则出口温度%为(,假设：!&"!&（

7、-）通过盖板和隔热材料的热流是一维的.%(,0%*0(6(6,5.（%）通过盖板的温度降可以忽略./’9!［0］（<）!&"!;#(-()*$!(%(+0%*0（)）沿流道深度方向温度梯度为零.(6基于上述假设，可得到集热器的各部分能量平有效吸热量衡方程式，如式（-）"（)）所示，其中式（-）为吸热/=/#(0(+)*$!（(%(,0%(+）（>）板的能量平衡方程式，式（%）为盖板的能量平衡方全天有效吸热量程式，式（)）为工质的能量平衡方程式，