基于分形换热器的聚光太阳能PV/T一体化系统数值研究

建立基于分形换热器的聚光太阳能光伏光热一体化(PV/T)系统三维物理模型和稳态传热数学模型。采用控制容积法对系统模型进行求解,获得层流状态下不同雷诺数、不同聚光条件下系统内冷却流体的速度场分布、电池温度分布以及系统的电、热性能参数。计算结果表明:在一定范围热电联合效率随雷诺数的增大而增大,随聚光强度增强而增加,随入口温度的降低而增大;太阳电池板表面最大温差随雷诺数增大而减小。

分形小通道换热器内湍流与换热特性数值模拟

建立树状分形换热器通道内湍流流动和传热的三维模型,采用流、固耦合计算方法对入口水力直径为3.2 mm的矩形截面树状通道内流动与换热进行了数值模拟,获得了湍流状态下分形结构换热器内流体速度和温度分布、压力损失及换热器表面最大温差。在相同工况下,应用尼古拉兹半经验公式对通道内压损进行了理论验证。计算结果表明:分形树状通道结构在湍流状态下形成若干回流使其具有较强换热能力和较均匀温度分布,其换热器表面温差随入口雷诺数增大而减少,流体入口温度对换热器表面温差影响很小;随着入口雷诺数增大通道内压损是增加的,并且数值模拟结果与理论分析结果比较接近,说明采用文中数值模拟方法获得的结果准确可靠。

新型矩阵式微射流热沉性能分析

设计一种带有回流结构的矩阵式微射流热沉,采用实验和数值模拟方法对热沉性能进行了研究.在稳态条件下,获得了不同运行和结构参数时被冷却表面的温度分布、流体的速度场以及系统压损.结果表明:冲击距离对热沉性能影响较大,其值越小,平均努赛尔数越大,被冷却表面的平均温度越低,换热均匀性越好;被冷却表面平均温度与气体体积流量成反比;系统压损随着射流雷诺数的增大不断增大,雷诺数大于5500以后,压损急剧增加;换热均匀性与气体体积流量成反比,气体体积流量越大,换热均匀性越好.