基于CFD的直角六边形人工粗糙度元素太阳能空气集热器的数值模拟

1

作者 郭雪妍 夏鹏 +1 位作者 谢绍樟 许世成 《可再生能源》 北大核心 2025年第1期27-35,共9页

带有光滑吸热板的太阳能空气集热器传热效率很低,在吸收板上使用人工粗糙度元素能中断边界层,提高系统的传热效率。文章在矩形人工粗糙度元素的基础上进行改进,使用ANSYS FLUENT对带有直角六边形粗糙度的太阳能空气集热器进行二维模拟;... 带有光滑吸热板的太阳能空气集热器传热效率很低,在吸收板上使用人工粗糙度元素能中断边界层,提高系统的传热效率。文章在矩形人工粗糙度元素的基础上进行改进,使用ANSYS FLUENT对带有直角六边形粗糙度的太阳能空气集热器进行二维模拟;在特定雷诺数范围内,讨论了人工粗糙度元素间距对传热效率和流动特性的影响,并对其热工水力性能(THPP)进行评价;使用有限体积法求解控制方程,RNG k-ε湍流模型求解湍动能和湍动能耗散率的输运方程。结果表明,与光滑吸热板相比,加入直角六边形人工粗糙度元素后显著提高了系统的传热效果。当雷诺数Re=4000、间距p=10 mm时,太阳能空气集热器的传热性能和压力损失保持最佳比例,系统最大的热工水力系数THPP=1.76,是相同几何参数下矩形人工粗糙度元素的1.6倍。 展开更多

关键词 太阳能空气集热器 CFD 直角六边形人工粗糙度元素 传热分析

在线阅读 下载PDF 职称材料

射流式太阳能空气集热器性能的数值模拟研究

2

作者 龙艳萍 《区域供热》 2024年第4期119-126,共8页

为了提高太阳能空气集热器的性能,建立了射流太阳能空气集热器的数学模型,并分析了空气射流对太阳能空气集热器性能的影响。结果表明:在太阳能空气集热器内设置折流板形成射流流动,不仅可以增加集热板近壁面处的流动速度,还能减小垂直... 为了提高太阳能空气集热器的性能,建立了射流太阳能空气集热器的数学模型,并分析了空气射流对太阳能空气集热器性能的影响。结果表明:在太阳能空气集热器内设置折流板形成射流流动,不仅可以增加集热板近壁面处的流动速度,还能减小垂直于空气流动方向的速度梯度。射流流动优化了流道内的速度分布,从而有效提高了空气与集热板的对流传热系数。与普通太阳能空气集热器相比,射流太阳能空气集热器的集热效率明显更高。当入口速度从0.5 m/s增加到3.0 m/s时,两者集热效率的差距从5.01%增加到15.38%。然而,射流太阳能空气集热器的压力损失较大,因此其有效效率随空气流量的增加呈现先增加后减小的趋势。在入口速度为2.5 m/s时,有效效率达到了极值63.75%,比普通太阳能空气集热器提高了11.21%。综上所述,利用折流板形成射流能显著提高太阳能空气集热器的集热效率与有效效率。 展开更多

关键词 射流 太阳能空气集热器 集热效率 压力损失

在线阅读 下载PDF 职称材料

用于农宅供暖的三角形太阳能空气集热器集热性能研究

3

作者 姜焱 张欢 万志豪 《西安工程大学学报》 CAS 2024年第5期44-51,共8页

用于农宅供暖的太阳能空气集热器均为平板型,通常安装于农宅南墙外侧,但农宅南墙除了门窗外,可用于安装集热器的面积有限,所以集热量也有限。为此,设计一种可安装在南、东、西墙的新型三角形太阳能集热器,以提高对太阳能资源的利用率。... 用于农宅供暖的太阳能空气集热器均为平板型,通常安装于农宅南墙外侧,但农宅南墙除了门窗外,可用于安装集热器的面积有限,所以集热量也有限。为此,设计一种可安装在南、东、西墙的新型三角形太阳能集热器,以提高对太阳能资源的利用率。基于有限体积-能量法,建立了集热器的光学模型;联合光学模型,构建集热器的动态传热模型,并通过实验验证了模型的准确性;分析了集热器安装在农宅南、东、西墙的集热性能,并与传统贴墙安装平板太阳能空气集热器以及倾斜安装平板太阳能空气集热器进行了对比。结果发现,集热器安装在农宅东墙和西墙的集热量约为安装在南墙的60%和80%;三角形太阳能空气集热器安装在南墙的供暖季集热量比贴墙安装平板太阳能空气集热器高33.5%,比倾斜安装平板太阳能空气集热器高15.0%。 展开更多

关键词 三角形太阳能空气集热器 农宅供暖 集热性能 光学模型 动态传热模型

在线阅读 下载PDF 职称材料

双重吸热太阳能空气集热器集热性能实验研究

4

作者 李佳琦 常茹 霍聪颖 《天津城建大学学报》 CAS 2024年第4期249-253,共5页

为提升太阳能空气集热器的集热性能,在传统集热器的基础上填加吸热材料,创建双重吸热式空气集热器,并通过实验进行了对比分析.结果表明:双重吸热式集热器在进出口温差和集热效率方面比传统型集热器有所提升,同时填加的吸热材料设置于集... 为提升太阳能空气集热器的集热性能,在传统集热器的基础上填加吸热材料,创建双重吸热式空气集热器,并通过实验进行了对比分析.结果表明:双重吸热式集热器在进出口温差和集热效率方面比传统型集热器有所提升,同时填加的吸热材料设置于集热板下部时,具有较优的集热效果. 展开更多

关键词 太阳能空气集热器 吸热材料 集热效率

在线阅读 下载PDF 职称材料

渗透型太阳能空气集热器集热效率研究 被引量：35

5

作者 王崇杰 管振忠 +1 位作者 薛一冰 王德林 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第1期35-39,共5页

将CFD模拟引入太阳能空气集热器设计研究领域,对渗透型太阳能空气集热器(UTC)的工作特性进行了模拟分析,并与传统空气集热器进行了比较。在数值模拟的基础上,制作了几种实验模型并进行了实验研究,对其送风温度和热效率进行了测试。通过... 将CFD模拟引入太阳能空气集热器设计研究领域,对渗透型太阳能空气集热器(UTC)的工作特性进行了模拟分析,并与传统空气集热器进行了比较。在数值模拟的基础上,制作了几种实验模型并进行了实验研究,对其送风温度和热效率进行了测试。通过模拟和模型实验,说明了UTC在新风预热领域中无可比拟的优势,显示了CFD工具在空气集热器研究领域中的优势。 展开更多

关键词 太阳能空气集热器 渗透型 UTC CFD 模拟

在线阅读 下载PDF 职称材料

平板式太阳能空气集热器流道改进的试验研究和数值模拟 被引量：36

6

作者 丁刚 左然 +1 位作者 张旭鹏 王坤 《可再生能源》 CAS 北大核心 2011年第2期12-15,21,共5页

对传统平板式太阳能空气集热器的流道进行了改进,把对角型进出口流道改为多进出口式流道。对改进的集热器的性能进行了试验测试。新的进出口流道消除了吸热板和空气换热不均的现象,出口温度提升明显。在相同条件下,集热器的瞬时效率增加... 对传统平板式太阳能空气集热器的流道进行了改进,把对角型进出口流道改为多进出口式流道。对改进的集热器的性能进行了试验测试。新的进出口流道消除了吸热板和空气换热不均的现象,出口温度提升明显。在相同条件下,集热器的瞬时效率增加约20%。用CFD方法对集热器内部的流场结构和传热进行的数值模拟对比表明,传统集热器内部存在流动死区,中心截面温度分布不均匀,吸热板上有局部的高温区域,改进后的集热器流场和温度场分布得较均匀。 展开更多

关键词 太阳能空气集热器 流道改进 瞬时效率 数值模拟

在线阅读 下载PDF 职称材料

太阳能空气集热器与相变墙复合采暖系统试验研究 被引量：9

7

作者 刘馨 冯国会 +2 位作者 黄凯良 韩舒伊 崔洁 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2010年第S2期430-434,共5页

可再生能源的开发与利用已经成为我国建筑节能领域研究的热点问题。通过对寒冷地区房间太阳能热风采暖分析,提出一种新型的太阳能空气集热器,使其与相变储能墙复合采暖,目的是提高太阳能的利用率,节约传统能源。运用差示扫描量热分析仪(... 可再生能源的开发与利用已经成为我国建筑节能领域研究的热点问题。通过对寒冷地区房间太阳能热风采暖分析,提出一种新型的太阳能空气集热器,使其与相变储能墙复合采暖,目的是提高太阳能的利用率,节约传统能源。运用差示扫描量热分析仪(DSC)对不同比例的癸酸和月桂酸混合物的相变温度和相变焓值进行测试,选择在室内舒适温度范围内具有高潜热和合适相变温度的混合比例,用于相变蓄热。白天由太阳能空气集热器加热室内空气,热空气通过相变墙后进入室内,相变材料蓄热;夜间相变墙辐射换热加热室内空气,相变材料放热。系统试验结果显示:①太阳能利用率达到30%以上,晴朗的白天,室内温度可达15～16℃(未加入辅助热源),满足采暖的基本要求;②将相变材料布置在内壁可以使室内的温度波动变小,从而得到更好的热舒适性。此采暖系统运行安全可靠,能显著提高室内温度,降低室内温度不均衡度,具有一定的应用前景。 展开更多

关键词 相变墙 蓄热 太阳能空气集热器 节能

在线阅读 下载PDF 职称材料

平板型双流道太阳能空气集热器热性能研究 被引量：13

8

作者 王林军 高章维 +1 位作者 张东 刘伟 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第10期2562-2568,共7页

基于已产业化应用的平板型太阳集热器,在长度方向上加工形成空气流道,进出口位置以对角线形式布置,提出一种平板型双流道太阳能空气集热器,搭建空气集热器实验平台,对改型后的集热器进行空气集热实验与分析。研究结果表明:在太阳辐射强... 基于已产业化应用的平板型太阳集热器,在长度方向上加工形成空气流道,进出口位置以对角线形式布置,提出一种平板型双流道太阳能空气集热器,搭建空气集热器实验平台,对改型后的集热器进行空气集热实验与分析。研究结果表明:在太阳辐射强度及环境温度平均值分别为535.2 W/m^2和22.2℃、空气质量流量为0.024 kg/s时,基于采光面积的集热效率平均值与最大值分别为51.29%和53.93%,空气最大温升与最大温差分别为60.4℃和40.6℃,热迁移因子为0.55;以对角线形式布置的空气进、出口和空气的双流道式流动,可增加空气流道长度,强化与吸热板的对流换热。这种空气集热器具有改型方便、成本低廉、易于产业化生产等优点,可广泛应用于采暖、干燥、通风等方面。 展开更多

关键词 太阳能空气集热器 集热效率 总热损系数 热迁移因子 归一化温差

在线阅读 下载PDF 职称材料

几种太阳能空气集热器热性能测试与改进实验研究 被引量：6

9

作者 洪亮 原郭丰 +3 位作者 李兴 徐立 李志伟 王志峰 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第2期467-472,共6页

对几种现有的空气集热器性能进行测试和分析,并在相关测试基础上,对空气流道和配风方法进行改进,进一步强化空气集热器传热特性和气流的均匀性,改进后的平板空气集热器截距效率达到77%,综合热损系数为5.62 W/(m2·K)。

关键词 太阳能空气集热器 热性能 综合热损系数 压降

在线阅读 下载PDF 职称材料

导流板渗透式太阳能空气集热器热性能研究 被引量：11

10

作者 王军锋 顾锋 +1 位作者 支良泽 何剑扬 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第1期162-166,共5页

设计一种导流板渗透式太阳能空气集热器并对其进行试验研究。结果表明,该带导流板的渗透式太阳能空气集热器的出风口温度和集热效率均明显高于传统的太阳能空气集热器,集热效率在相同条件下提高约20%。利用Fluent软件对集热器内部流场... 设计一种导流板渗透式太阳能空气集热器并对其进行试验研究。结果表明,该带导流板的渗透式太阳能空气集热器的出风口温度和集热效率均明显高于传统的太阳能空气集热器,集热效率在相同条件下提高约20%。利用Fluent软件对集热器内部流场进行数值模拟,结果表明该种集热器内部的温度场和速度场分布较均匀,吸热板和空气能够进行很好的对流换热。 展开更多

关键词 太阳能空气集热器 导流板 渗透式 数值模拟

在线阅读 下载PDF 职称材料

太阳能空气集热器吸热板结构优化及其数值模拟 被引量：29

11

作者 程友良 杨国宁 王月坤 《可再生能源》 CAS 北大核心 2016年第7期949-954,共6页

文章提出了一种新型抛物线型吸热板结构的太阳能空气集热器,建立其数学模型和物理模型,运用ANSYS数值模拟软件,对不同入口流速和倾角下集热器内空气换热特性进行数值模拟。结果表明:随着流速的增加,3种吸热板集热器瞬时效率逐渐增加;随... 文章提出了一种新型抛物线型吸热板结构的太阳能空气集热器,建立其数学模型和物理模型,运用ANSYS数值模拟软件,对不同入口流速和倾角下集热器内空气换热特性进行数值模拟。结果表明:随着流速的增加,3种吸热板集热器瞬时效率逐渐增加;随着倾角的增加,集热器瞬时效率先增加后减小,在倾角30°时最大;对比传统平板和三角波纹吸热板结构,抛物线型空气集热器具有较高的瞬时效率和较小的压损。 展开更多

关键词 太阳能空气集热器 吸热板 结构优化 数值模拟

在线阅读 下载PDF 职称材料

壁挂式太阳能空气集热器最佳供暖方式研究 被引量：9

12

作者 陈滨 田浩 +1 位作者 郭海超 陈佳 《暖通空调》 北大核心 2008年第10期128-132,共5页

以采用太阳能空气集热器的供暖系统为研究对象,实验研究了供暖效果的影响因素和改善策略下的运行效果,为更科学合理地进行太阳能空气集热器与建筑集成设计提供参考。

关键词 太阳能空气集热器 最佳供暖方式 室内热环境

在线阅读 下载PDF 职称材料

新型变色幕墙太阳能空气集热器冬季热性能实验研究 被引量：6

13

作者 陈滨 薛静 +3 位作者 杨文秀 庄智 张景隆 孙延福 《暖通空调》 北大核心 2007年第8期103-107,共5页

介绍了一种新型变色幕墙太阳能空气集热器(简称SCCF),这种装置具有冬季供暖和夏季降温的双重功能,在冬季夜间还可起护板的作用,以减少窗户的热损失。实验研究了安装在普通住宅的SCCF装置在不同工况下的集热性能和供暖效果,实测结果表明:... 介绍了一种新型变色幕墙太阳能空气集热器(简称SCCF),这种装置具有冬季供暖和夏季降温的双重功能,在冬季夜间还可起护板的作用,以减少窗户的热损失。实验研究了安装在普通住宅的SCCF装置在不同工况下的集热性能和供暖效果,实测结果表明:SCCF进出风口空气平均温差可达38℃,集热面积为5m^2的SCCF可使实验房内空气平均温度比对比房高3～5℃,SCCF夜间可提高窗户外表面平均温度2.1℃,起到良好的保温作用。 展开更多

关键词 太阳能空气集热器 变色幕墙 供暖 热性能

在线阅读 下载PDF 职称材料

圆柱阵列式太阳能空气集热器性能研究——应用于溶液除湿空调系统再生 被引量：5

14

作者 彭冬根 张小松 +1 位作者 董华 吕坤 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第4期443-448,共6页

提出将太阳能空气集热器加热的空气用于除湿冷却空调系统再生的想法,并为了提高集热效率,设计了一种圆柱阵列式空气集热器。通过实验数据分析,圆柱阵列集热器的最高效率可达到0.50～0.74,并整理出最高热效率随无量纲柱距(s/d)和无量纲柱... 提出将太阳能空气集热器加热的空气用于除湿冷却空调系统再生的想法,并为了提高集热效率,设计了一种圆柱阵列式空气集热器。通过实验数据分析,圆柱阵列集热器的最高效率可达到0.50～0.74,并整理出最高热效率随无量纲柱距(s/d)和无量纲柱高(h/d)变化的关联式。运用集热器热平衡模型得出PZ3-2.5型集热器的集热效率数学模型。对比实验结果,运用CFD软件模拟圆柱阵列集热器内的流场、温度场,从而突破实验研究的局限。通过对模拟数据分析,得出PZ7-11.25型圆柱阵列集热器的对流换热准则方程。 展开更多

关键词 太阳能空气集热器 圆柱阵列 再生 集热效率

在线阅读 下载PDF 职称材料

平板型双流道太阳能空气集热器扰流板结构优化 被引量：7

15

作者 张东 张建军 +2 位作者 张跃智 李金平 王林军 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第11期1302-1307,共6页

构建了平板型双流道太阳能空气集热器,提出了安装开孔型扰流板的结构优化方案,将该方案与安装平面无孔式扰流板及无扰流板集热器进行了对比分析.结果表明,安装平面无孔式扰流板后,集热器背部区域会形成局部空气流动死区,而安装开孔型扰... 构建了平板型双流道太阳能空气集热器,提出了安装开孔型扰流板的结构优化方案,将该方案与安装平面无孔式扰流板及无扰流板集热器进行了对比分析.结果表明,安装平面无孔式扰流板后,集热器背部区域会形成局部空气流动死区,而安装开孔型扰流板可以破坏和抑制流动死区的形成,从而提高集热器的集热效率和热性能.相比未安装扰流板的原始模型,安装扰流板后集热效率由53.4%增加到67.9%. 展开更多

关键词 太阳能空气集热器 开孔型扰流板 优化 集热效率

在线阅读 下载PDF 职称材料

太阳能空气集热器中蜂窝结构的试验对比研究 被引量：4

16

作者 李平 张立平 戴巧利 《节能技术》 CAS 2008年第1期75-78,96,共5页

介绍了一种用于建筑采暖的平板式集热器,针对平板式集热器中透明蜂窝结构抑制对流减少热损失的效应进行试验研究。通过对不同蜂窝盖板的集热器的空晒和抽气试验,发现小尺寸的蜂窝虽然能够抑制对流引起的热损失,但由于遮光和肋面热传导... 介绍了一种用于建筑采暖的平板式集热器,针对平板式集热器中透明蜂窝结构抑制对流减少热损失的效应进行试验研究。通过对不同蜂窝盖板的集热器的空晒和抽气试验,发现小尺寸的蜂窝虽然能够抑制对流引起的热损失,但由于遮光和肋面热传导的增加又抵消了因抑制对流而带来的好处。在试验采用的几种蜂窝尺寸中,发现50 mm×50 mm×25 mm的蜂窝为较佳方案;对于相同高度(25 mm)、相同矩形截面(50 mm×25 mm)的蜂窝,在出口空气温度较低时,矩形截面水平放置(50 mm×25 mm)和垂直放置(25 mm×50 mm)给出相近的空气温度;但在出口空气温度较高时,则水平放置时的空气温度比垂直放置时高。 展开更多

关键词 太阳能空气集热器 热损失 蜂窝 建筑采暖

在线阅读 下载PDF 职称材料

整体式太阳能空气集热器传热性能分析 被引量：2

17

作者 吴国玉 胡明辅 +1 位作者 袁江 毕二朋 《节能技术》 CAS 2012年第4期366-369,373,共5页

研究了整体式太阳能空气集热器的传热性能,建立了稳态假设下的热量传递物理数学模型;通过CFD软件计算,分析了进口空气流速、空气温度、太阳辐照强度对集热器传热性能的影响;计算结果表明:集热器的集热效率随工质流速的增大而增大、随进... 研究了整体式太阳能空气集热器的传热性能,建立了稳态假设下的热量传递物理数学模型;通过CFD软件计算,分析了进口空气流速、空气温度、太阳辐照强度对集热器传热性能的影响;计算结果表明:集热器的集热效率随工质流速的增大而增大、随进口温度的升高而下降、随太阳辐照度的波动很小,受太阳辐射强度的影响不大。 展开更多

关键词 整体式 太阳能空气集热器 集热效率 数值模拟

在线阅读 下载PDF 职称材料

全玻璃真空管太阳能空气集热器热性能试验方法研究 被引量：21

18

作者 王志峰 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第2期141-147,共7页

全玻璃真空管空气集热器是一种热损较小的太阳能空气加热装置。该文对该类集热器热性能评价方法进行了研究 ,并对集热器的时间常数、热延迟常数、角系数修正因子及瞬时热效率的实验方法进行了初步的实验研究。研究表明 ,用热延迟常数比... 全玻璃真空管空气集热器是一种热损较小的太阳能空气加热装置。该文对该类集热器热性能评价方法进行了研究 ,并对集热器的时间常数、热延迟常数、角系数修正因子及瞬时热效率的实验方法进行了初步的实验研究。研究表明 ,用热延迟常数比时间常数能更好地反映真空管集热器的热性能 ,真空管集热器的角系数修正因子在垂直入射时最小。 展开更多

关键词 热性能 全玻璃真空管 太阳能空气集热器 试验

在线阅读 下载PDF 职称材料

无盖板渗透型太阳能空气集热器热性能的实验研究 被引量：5

19

作者 高立新 孙绍增 王远锋 《节能技术》 CAS 2012年第2期155-158,共4页

无盖板渗透型太阳能空气集热器是一种易于实现建筑一体化的高效新风预热及干燥装置。为了掌握无盖板渗透型集热器在实际工况下的热性能,建造了集热面积为2.2 m2的太阳能空气加热系统实验台,并在2009年2月至2009年4月对其热性能进行了户... 无盖板渗透型太阳能空气集热器是一种易于实现建筑一体化的高效新风预热及干燥装置。为了掌握无盖板渗透型集热器在实际工况下的热性能,建造了集热面积为2.2 m2的太阳能空气加热系统实验台,并在2009年2月至2009年4月对其热性能进行了户外瞬态实验研究。实验结果表明出口空气温度随辐射强度的增加而升高,太阳辐射强度是影响集热器出口空气温度的最重要因素,而室外空气温度的影响极小。空气温升随风量的增加而减小,集热器热效率随风量的增加而增大。在三个测试日中集热器的平均热效率分别为58%、63%和72%,高于普通平板太阳能空气集热器。 展开更多

关键词 太阳能空气集热器 热效率 实验研究

在线阅读 下载PDF 职称材料

整体式太阳能空气集热器热性能研究 被引量：1

20

作者 吴国玉 胡明辅 +1 位作者 毕二朋 袁江 《节能技术》 CAS 2012年第2期159-162,172,共5页

对一种新型的整体式太阳能空气集热器,根据简化的物理模型利用CFD软件对集热器内部的流场、压力场和温度场进行数值模拟分析,并与传统拼装式集热器阵列进行对比。结果表明,传统拼装式集热器阵列内部存在流动的滞留区,内部温度分布不均匀... 对一种新型的整体式太阳能空气集热器,根据简化的物理模型利用CFD软件对集热器内部的流场、压力场和温度场进行数值模拟分析,并与传统拼装式集热器阵列进行对比。结果表明,传统拼装式集热器阵列内部存在流动的滞留区,内部温度分布不均匀,吸热板有局部的高温区域;整体式空气集热器内部流场、压力场和温度场分布比较均匀,有明显的温度梯度,吸热板与空气能够更好的进行对流换热。因此,整体式空气集热器的热性能优于传统拼装式空气集热器阵列。 展开更多

关键词 整体式 太阳能空气集热器 热性能 数值模拟

在线阅读 下载PDF 职称材料