通过数值模拟研究不同吸收表面和Piranha的太阳能空气收集器性能

科学领域:

• 可再生能源工程可再生能源工程
• 太阳能热技术 太阳能热技术
• 热传递增强 热传递增强

背景情况:

• 平面太阳能空气加热器被广泛用于通过太阳能加热空气.
• 提高这些加热器的热性能是一个持续的研究目标.
• 吸收器表面设计和添加是影响效率的关键因素.

研究的目的:

• 评估不同吸热表面设计 (正弦形和平面) 对太阳能空气加热器性能的影响.
• 为了研究将"Piranha fins"纳入加热器效率的影响.
• 为了确定最大限度地提高热性能,Piranha翅膀的最佳数量.

主要方法:

• 太阳能空气加热器与形和平面吸收表面的比较分析.
• 实验性研究涉及具有和没有Piranha翅膀的配置.
• 对雷诺兹数1000的海豚数 (N) 的参数研究.

主要成果:

• 在Re=10,000时,带有Piranha翅膀的阴影吸收器达到23%的效率,而无翅膀的阴影吸收器达到30%.
• 在相同条件下,带的平面吸收器的效率显著降低,为0.95%.
• 增加Piranha翅膀数量达到7个增强性能,与Re=1000的无翅膀情况相比,提高了30% (N=7),28.5% (N=5) 和23% (N=3) 的性能.

结论:

• 与平面设计相比,正弦形吸收器设计表现出优越的性能,特别是当加上翅膀时.
• 鱼显著提高了带有鼻状吸收器的太阳能空气加热器的热效率.
• 存在最优的数,观察到的性能增长高达七个,表明改善太阳能空气加热器效率的可行策略.