槽式太阳能聚光集热器传热特性分析

来源：农业工程学报杂志2015年第7期北京时间：

作者：王金平,王军,张耀明,毕小龙,

摘要：为了研究槽式太阳能集热器的传热特性及为槽式太阳能集热器的设计提供理论依据，该文分析了槽式太阳能集热器的传热特点，建立了槽式太阳能集热器传热过程一维数学模型；利用该数学模型，计算分析了槽式太阳能集热器的传热特性。选取了2014年9月21日、10月25日的太阳直接辐照数据进行计算分析，10月25日太阳直接辐照数据均值比9月21日高37.5894 W/m2，9月21日集热器吸收的太阳辐射热能计算均值比10月25日高196.644 W/m；接受管内外壁导热量随内外壁面温差升高而增加，接受管外径与内径的比值大于1.05时导热热阻增加到0.0004679 K/(W?m)；接受管和玻璃管之间传热主要是辐射换热，辐射换热量随玻璃管内壁面温度升高而增加；对流换热量数值上可以忽略不计，且与接受管和玻璃管之间的环形空间残存气体类型有关，环形空间为氢气的对流换热量大于空气，空气大于氩气；玻璃管对外界的传热主要是辐射换热和对流换热，环境温度每下降10℃，玻璃管对环境的辐射放热量增加约105 W/m；玻璃外管壁温度为50℃时，风速为6 m/s比0.5 m/s时的对流换热量增加约116 W/m，玻璃外管壁温为80℃时，该值增加约为340 W/m；集热器的瞬时热效率随传热工质温度的升高而下降，随太阳直接辐照增加而升高；利用该文建立的数学模型计算的瞬时效率与美国可再生能源实验室的试验数据最大偏差约为3%。

关键词：传热, 太阳能设备, 太阳辐射, 槽式太阳能聚光集热器, 瞬时热效率, 数学模型