全玻璃真空管太阳能集热器对流换热试验与模拟

来源：农业工程学报杂志2016年第5期北京时间：

作者：张涛,韩吉田,田瑞,于泽庭,

摘要：以可再生能源总能系统为研究背景，通过搭建太阳能辅助燃料电池试验平台，逐步完成不同涂层材料、内置导流板太阳能集热器自然对流试验研究；在试验验证基础上，分别建立太阳能集热器自然对流和强迫对流三维数学模型，应用场协同和火积理论分析流动和传热数据。自然对流研究表明，吸收率在0.95～1.0、发射率在0.06～0.16时，随吸收率升高，发射率降低，热效率升高1.71%，火积增量逐渐增大；加装导流板后，真空管内部混流消失，底部流动得到强化，实验热效率提高2.17%；确定全玻璃真空管热水器导流板合理板厚为2 mm，合理板长为距离真空管底部60～100 mm，合理位置为中心线以上16～20 mm；强迫对流研究表明，横双排集热器雷诺和努赛尔数、火积增量均高于竖单排集热器，火积耗散低于竖单排集热器。确定太阳能辅助燃料电池集热场在中低温条件下，自然对流采用内置导流板集热器，强迫对流采用横双排集热器。

关键词：太阳能, 热水器, 传热, 太阳能辅助燃料电池, 全玻璃真空管太阳能集热器, 场协同, 火积耗散