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1、第17卷第7期(增)航空学报Vol117No17(S)1996年9月ACTAAERONAUTICAETASTRONAUTICASINICASep.1996蜂窝平板太阳能集热器闷晒对比实验袁卫星袁修干杨春信赵保军(北京航空航天大学人-机-环境工程研究所,北京,100083)THECONTRASTSUNNINGEXPERIMENTSBETWEENHONEYCOMBEDPLATESOLARCOLLECTORANDTHECOMMONCOLLECTORYuanWeixing,YuanXiugan,YangCh
2、unxin,ZhaoBaojun(InstituteofMan2Machine2EnvironmentEngineering,BeijingUniversityofAeronauticsandAstronautics,Beijing,100083)摘要研制了一种由聚酯薄膜制成的矩形孔蜂窝结构,并制作了蜂窝孔尺寸及壁厚不同的数块蜂窝板。对含有蜂窝结构的平板太阳能集热器与不含蜂窝结构的普通平板集热器,进行了闷晒对比实验。实验表明:蜂窝结构显著提高了平板集热器的平衡温度,且较小的蜂窝孔尺寸及薄的蜂窝孔壁厚
3、效果更为明显;进一步的效率分析也表明∶含蜂窝板的平板集热器,其集热效率比普通平板集热器显著提高。关键词蜂窝结构平衡-温度效率中图分类号V24513AbstractSeveralpiecesofrectangularhoneycombstructuresofdifferentcelldimensionsorcellwallthicknessesaremanufacturedwithtransparentinsulationmaterialfilm,andthecontrastsunningtestso
4、nthehoneycombedplatesolarcollectorandthecommonplatecollectoraremade.Thetestsshowsthattheabsorberofthehoneycombedplatecollectorkeepsanobviouslyhigherbalancetemperaturethantheordinarycollectordoesandtheeffectisbetterwhenthedi2mensionofhoneycombcellissmal
5、lerorthewallofhoneycombcellisthinner.Theanalysisoftheefficiencyofthecollectoralsoshowsthattheefficiencyofthecollectorwithhoneycombpanelismuchhigherthanthatoftheordinaryplatecollector.Keywordshoneycombstructuresbalance2temperatureefficiency透明绝热材料(TIM)由于
6、具有优良的绝热性能和高的阳光透过率,在太阳能热利用技术中受到了广泛的注意和研究。有的太阳能应用专家甚至预测,透明绝热技术(TIT)将最终解决太阳能热利用中的实用化问题。但由于加工困难和经济性问题,透明绝热蜂窝结构在平板太阳能集热器中的实际应用还有许多科研工作有待进行。1蜂窝结构抑制平板集热器内表面热损失的理论分析[1][2]K.G.T.Hollands以及W.J.Platzer等人的研究发现:蜂窝结构可以抑制集热器内的对流散热;蜂窝平板集热器如果采用选择性吸热板,要计算其表面热损失必须综合考虑吸[3
7、]热板辐射和导热的相互作用。Hollands等人建议在蜂窝板和低发射率的吸热板之间留出空气隙,使空气隙和蜂窝组成“复合蜂窝”,在一定程度上可降低辐射与导热的相互作用;根据蜂窝孔壁的辐射、导热平衡关系,可得到蜂窝孔沿高度方向的温度分布的微积分方程,在线性化了辐射传热的温度4次方关系后,无量纲化这个方程,可以得到如下微分方程1996201225收到,1996204222收到修改稿第7期(增)袁卫星等:蜂窝平板太阳能集热器闷晒对比实验S12142d72d74-(W+b)=0(1)dNdN式中:W是辐射-导
8、热无因次数;b是依赖于蜂窝壁发射率和蜂窝长径比的常数;7是无因次温度(适用于蜂窝区);N是蜂窝区的无因次坐标。在空气隙区,仅有空气导热,可应用稳态一维导热方程22d7′ödG=0(2)式中:7′是无因次温度(适用于空气隙区),G是空气隙区的无因次坐标。式(1),式(2)的通解分别为pN-pN7(N)=#1+#2N+#3e+#4e(3)7′(G)=#7+#8G(4)通解中的系数常数可由辅助关系来确定,这些辅助关系包括温度连续性条件,热流量连续性条件等。矩阵(#1,#2,
