利用太阳能屋面集热器供暖通风的 被动式太阳房

提出并设计了一种利用屋面太阳能集热器供暖通风的被动式太阳房,建立了太阳能屋面集热器的数学模型和该太阳房系统模型,进行了实例计算分析。结果表明,20m~2房间如果采用的太阳能集热面积为4m~2,通过太阳能集热器供热保证率为52%,能使过渡季延长40天。     

相变蓄能抗冻太阳能平板集热器的设计与研究

提出一种具有抗冻功能的相变蓄能太阳能平板集热器。该集热器在吸热板与保温层之间增加了一层相变潜热大、相变温度为277.15~281.15 K的相变蓄能材料。根据该集热器的传热机理,给出计算相变蓄能层设计厚度的公式。采用ANSYS Fluent软件建立该集热器的三维非稳态模型,模拟不同工况下集热器的出口温度及其内部水的最低温度。研究结果表明:在冬季环境温度最低日,相变蓄能抗冻集热器内水的最低温度高于275.15 K,能很好地起到抗冻作用;相变蓄能抗冻集热器与相同结构的普通集热器相比,冬季阴天和晴天代表日的净得热量分别高1.3 MJ/m~2和0.7 MJ/m~2。     

流量对平板太阳能集热器热性能的影响

对太阳能集热器热性能的测试方法以及流量对平板太阳能集热器集热效率的影响进行实验研究,通过测量集热器在流量为0.01、0.02、…、0.10kg/s的工况下集热器进出口温度,计算太阳能集热器集热效率,同时根据实验值推导集热器热转移因子以及总热损系数在不同流量下的值,观察集热器效率、热转移因子及总热损系数随流量的变化趋势.通过热转移因子、总热损系数分别对流量进行拟合回归,建立关于流量的集热器效率方程式.结果表明,建立的集热器效率方程可以很好地反映出不同流量工况下集热器效率的变化趋势且能得到一定条件下集热器最佳性能的流量.     

平板型太阳能集热器吸热膜层老化性能分析

对采用蓝膜、黑铬膜层及阳极氧化膜层的平板集热器进行了高低温交变空晒老化试验研究.在自然环境工况条件下,经过累计辐照量810 MJ/m~2高低温交变空晒老化后,采用三种膜层的集热器效率分别由80.15%、78.43%和75.65%下降到77.56%、70.92%和69.88%,且三种膜层的吸收率分别降低了1.08%、2.11%和1.06%,发射率分别增加了50%、33.33%和33.33%.150℃持续高温老化96h后,三种膜层的发射率分别增加了25%、8.33%和6.67%.研究结果表明,高低温交变空晒老化对集热器性能及膜层的吸收率与发射率均有一定的影响,而持续高温老化只对膜层的发射率有影响.     

一种适用于粮食干燥的太阳能空气集热器热性能分析

本文设计制作了一种适于就仓干燥粮食的高效率、大流量、低温升、低阻力的太阳能空气集热器,对其建立了物理模型,进行了理论分析计算,并通过实验测试将理论计算结果与实验分析结果进行了比较。理论计算和实验结果都显示,这种太阳能空气集热器的效率随空气流量的增大而增大,集热器的温升随空气流量的增大而减小,当空气流量率在0.01348 kg/sm2-0.04621kg/sm2之间变化时,集热器平均效率在38.0%~74.6%之间,空气温升在29.0℃~13.4℃之间。     

微型抛物面槽式聚光集热器光学性能研究

为使太阳能聚光集热器与建筑更好地结合,提出了一种聚光比为3.4的微型抛物面槽式聚光集热器。从光传播损失、余弦损失以及阴影损失3个方面,建立了微型抛物面槽式聚光集热器光学效率的理论模型;用Sol Trace对微型抛物面槽式聚光集热器的光学效率进行了模拟计算,计算了南北水平和东西水平放置下春分、夏至、秋分和冬至日的平均光学效率,并讨论了集热器与水平面倾角δ对光学效率的影响。结果发现:阴影损失是影响该集热器光学性能的主要因素;集热器南北和东西水平放置时的光学效率分别为54%和48%,而东西放置且与水平面倾角为60°时的光学效率为51%。因此,该集热器可用于建筑物屋顶以及南立面墙,具有很好的应用前景。     

等离激元Au纳米流体集热器性能研究

为了探究含有Au纳米流体的二维太阳能体吸收式集热器的性能,采用控制容积法数值求解了太阳能集热器内部的温度分布,将集热器出口平均温度作为温升的衡量标准,分析了影响集热器温升和效率的主要因素。研究结果表明:集热器内光谱强度在Au等离激元共振波长(500nm左右)处大幅衰减,证明了金属表面等离激元共振效应可大幅强化光谱吸收特性;集热器内光谱辐射吸收程度影响集热器温度分布,从而影响集热器温升和效率;采用纯水作为工作流体时集热器效率仅39.99%,添加Au纳米粒子比添加Ag纳米粒子具有更高的集热器效率,可达78.75%;流体流速主要影响集热器温升,集热器高度主要影响集热器效率;当流速为0.1m/s时可获得最大集热器温升36.63℃,集热器高度为2.5cm时可获得最高效率82.98%;粒径和集热器长度对集热器温升和效率影响均不大。     

太阳能集热管流量和进口温度对其效率的影响

目的为了提高严寒地区太阳能与常规能源联合供暖过程中太阳能集热系统的效率,充分利用可再生能源.方法以沈阳地区某一利用太阳能与常规能源联合供暖的住宅为研究对象,对太阳能平板集热器建立数学模型,分析当集热管的进口流量和进口温度不断变化的过程中太阳能集热器吸收率的变化情况.结果当流量控制在0.04 kg/s集热器效率为58%;当流量控制在0.08 kg/s集热器效率为61%;当流量控制在0.12 kg/s集热器效率为62%;当集热器进口温度为0℃时效率为85%;当进口温度为30℃时集热器效率为25%.结论集热器涂层,透过率,进口流量以及进口温度的改变都影响太阳能集热器的热效率.     

新型太阳能集热器设计与测试研究

目的研究太阳能热水技术,以原有板式集热器为研究对象对其结构进行分析、集热效率进行测试,从而研发一款廉价不易损坏的新型太阳能板式集热器,并对其集热效率、蓄热能力等进行测试与评估.方法将成熟板式集热器进行拆解,分析其结构与工作原理,从而研发新型板式集热器,其主要技术特征为利用毛细管与水泥砂浆的优势互补;以水作为传热工质,通过测量集热器进出水口处水温,计算其集热效率等性能参数.结果新型集热器的制作成本大幅下降,缩短了资金回收期,瞬时集热效率达到42%,在太阳辐射照度为850 W/m~2的情况下可将水加热至43℃.结论利用毛细管增加工质与集热器的接触面积以及水泥砂浆的蓄热能力使得新型板式换热器的集热效率和集热时间得到提高,并且集热器制作成本的下降也对推广太阳能产业发展具有重要意义.     

非均匀流量分布下太阳能平板集热器的热性能分析模型

分析了非均匀流量分布下太阳能平板集热器的传热过程,建立并求解了相应的数学模型.通过该模型计算得到的集热器各支管出口温度与实验结果相符,验证了其正确性.利用该模型分析了假想的4种流量分布下太阳能平板集热器热性能,计算结果显示,非均匀流量分布的集热器热转移因子和集热器瞬时效率都比均匀流量分布低,最大降低幅度分别可达12.6%和10.5%.流量非均匀分布时各支管的肋片宽度、肋效率、效率因子、热转移因子和工质出口温度都不相等,稳态时集热器瞬时效率与归一化温差仍然成线性关系.     

高梯度磁分离用于钢铁工业除尘的实验研究

采用高梯度磁分离技术对钢铁工业除尘进行实验研究。通过实验确定了磁分离除尘的工艺条件为:磁场强度为5.2KGs,钢毛填充率为2%,气体流量为12m~3/h。在这些条件下,除尘效率可达98.2%,分级除尘效率达90%以上。     

脂肪酶菌株筛选、产酶条件优化及粗酶性质研究

从西藏传统食品中分离出一株生产胞外脂肪酶的菌株,通过分子鉴定和形态观察,确定其为黑曲霉AN0512.本文优化了AN0512的产酶条件,并研究了粗酶性质.结果表明,采用植物油1%(v/v)、酵母提取物1%(w/w)、KH2PO40.2%(w/w)、MgSO40.05%(w/w)、KCl0.05%(w/w)等组成的培养基,接种量为1.5%(v/v)时,在28℃、180r/min下培养96h后,发酵液中脂肪酶活性最大达到30IU/mL.在30℃、pH7.0的酶反应条件下粗酶的脂肪酶活性达到最大;在60℃时粗酶仍保留60%以上的脂肪酶活性,显示其较好的耐热性;Ca2+、Fe2+、Co2+、Mg2+、Mn2+能促进粗酶的活性,其中Fe2+的促进作用最大.粗酶液中应含有活性较高的、耐热的低温金属脂肪酶.     

蛇形管平板式太阳能集热器的试验研究

为了探寻一种在中高温场合使用的平板式太阳能集热器,作者设计和开发了小流量、大温差的蛇形管平板式太阳能集热器,并进行了空晒试验和瞬时效率试验。试验结果表明：集热器的空晒温度可达170.2℃,热损系数为5.239W/(m2.℃),载热工质进口温度70℃时效率52%-55%。通过对集热器各部分温度变化趋势的比较,提出改进措施,以提高蛇形管平板式集热器在中高温工况下的集热性能。     

彩色防滑路面材料组成对其路用性能的影响

为确定材料组成对彩色防滑路面材料性能的影响,综合考虑防滑粒料粒径、级配及胶黏剂用量,制备了3种彩色防滑路面材料。通过高温车辙试验、表面构造深度和抗滑摆值试验,对比分析了3种彩色防滑路面材料的高温性能和抗滑性能;利用湿轮磨耗仪、四轮磨耗仪进行了不同条件下的磨耗试验及加速加载试验,系统研究了3种彩色防滑路面材料的耐久性能,进而确定了彩色防滑路面的最佳材料组成。研究结果表明:3种彩色防滑路面材料均具有良好的路用性能,当4.75～2.36 mm集料用量为100%、胶黏剂撒布量为2.5 kg/m~2时,彩色防滑路面材料的动稳定度最高,为8 077次/mm,抗滑摆值最大,为82,表明该彩色防滑路面材料的高温、抗滑性能最优;3种彩色防滑路面材料均具有良好的耐久性能,当4.75～2.36 mm集料用量为100%、胶黏剂撒布量为2.5 kg/m~2时,彩色防滑路面材料1 h浸水条件下的磨耗值为70 g/m~2,高温条件下的磨耗值为64.7 g/m~2,紫外老化条件下的磨耗值为105.88 g/m~2,10%HCL溶液腐蚀条件下的磨耗值为64.7 g/m~2;在加速加载5万次磨耗后,该彩色防滑路面材料磨耗质量损失为43.3 g,磨耗值及质量损失均小于其他材料组成,且满足相关规范要求,表明该种材料组成的彩色防滑路面材料的耐久性能最优。     

太阳能光伏/光热复合集热器能量转换性能的数值模拟

建立太阳能光伏/光热(PV/T)复合集热器的光电与光热耦合能量转换的数值模型,利用TRNSYS软件模拟PV/T集热器的光电、光热转换性能,分析结构参数和运行参数对PV/T集热器的能量转换性能的影响.计算结果表明:减小集热板排管的管间距与管径的比值有利于提高光热与光电转换性能;冷却流体的入口温度对PV/T集热器的性能影响显著,较低的入口流体温度有利于保持更高的光热和光电转换效率.增加冷却流体的入口质量通量可提高光热和光电效率;当入口质量通量增加至6.9 g/(s·m2)时,PV/T集热器的热、电效率分别为66.2％和10.8％,进一步增加入口质量通量对提高光热、光电效率的作用不大.     

新型太阳能空气集热器性能研究及供暖测试

太阳能作为清洁可再生能源在供暖领域得到越来越多的应用,集热器作为太阳能热利用的核心部件在供暖方面发挥了重要作用。为了获得新型双通真空管太阳能空气集热器热性能,通过搭建测试平台对其进行试验研究。试验结果表明：新型双通真空管太阳能空气集热器,热性能较优,集热器平均瞬时集热效率为66.7%,与普通空气集热器相比,效率更高;集热器热损较小,最大为2.092 W/（m2·℃）。基于该集热器组成太阳能+电加热联合采暖系统,并对不同天气条件下单独采用该集热器的太阳能供暖系统的运行效果进行初步测试分析,结果表明:单独使用该集热器进行供暖的房间,当太阳辐照强度持续大于250 W/m2,集热器出风温度高于30 ℃,室内温度高于16 ℃的时长可达6～7小时,可满足白天大部分时间段供暖需求,供暖效果较优。研究结果可为太阳能空气集热器供暖系统在农村地区的应用及推广提供参考。     

长沙地区热源塔热泵辅助加热太阳能热水系统的性能分析

构建了热源塔热泵辅助加热太阳能热水系统。对该系统在长沙地区进行了测试,分析了系统三种典型工况的运行特性,对系统在试验期间的热水温度、太阳能保证率、热源塔热泵贡献率、集热器集热效率进行分析计算。应用TRNSYS,对系统在长沙地区各月和全年性能进行模拟分析,计算得出逐月和全年性能参数。研究表明试验测试期间太阳能保证率为46.69%;在7、8、9月份太阳能保证率皆超过57%,同时集热器集热效率最高,皆达到33%以上;系统全年集热效率为29.13%,全年太阳能保证率为33.99%,全年热源塔热泵贡献率为66.01%。     

VOD精炼渣的熔化过程分析及成分优化

分别采用FactSage软件计算、高温共聚焦激光显微镜在线观察和示差扫描量热(DSC)分析研究CaO-SiO2-Al2O3-MgO-CaF2五元VOD预熔精炼渣的熔化温度,通过热力学计算分析了精炼渣对超纯铁素体不锈钢的脱氧、脱硫能力的影响,对VOD精炼渣的成分进行优化。结果表明,具有合适熔化温度的渣系成分范围是:w(CaO)/w(SiO2)为4,w(Al2O3)为25%～35%,w(MgO)为6%,w(CaF2)为5%;在成分优化的条件下,随着精炼渣中初始Al2O3含量的减少,精炼渣对超纯铁素体不锈钢的脱氧、脱硫能力逐渐增强。     

多晶硅MIS(Al/SiO_2/p-Si)太阳电池效率计算

本文计算了晶粒尺寸对多晶 Si MIS(Al/SiO_2/p—si)太阳电池短路电流和 AM_1效率的影响。其中利用了 Rothwarf 的晶界复合模型,Green 的少子 MIS 隧道二极管电流公式和 Soclof 的等效扩散长度.对于30μm 厚和晶粒度300μm 的电池,本征效率为12%,在表面反射加电极复盖引起的光损失占14%的条件下,可能达到的效率为10%;对于200μm 厚和1.2毫米晶粒度的电池,本征效率为16%,可能达到的效率为13%。     

太阳能集热器的热性能计算与优化设计

本文计算了几个不同厂家生产的集热器板芯的肋效率、集热器效率以及采用优化设计后其肋效率、集热器效率、节约材料情况。