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不同几何设计的紧凑型单程交叉矩阵太阳能空气集热器（方形管吸热器）的性能与技术经济研究
摘要： 本手稿研究了采用金属空心方管吸收器的紧凑型交叉矩阵吸热体（CMA）单程强制对流太阳能空气加热通道的性能。通过实验探究了四种不同几何结构的CMA（I型、II型、III型和IV型），评估其效率、压降及传热参数。实验以均匀热流（室内）和室外太阳辐射为热源，空气质量流量范围为0.0142-0.0360 kg/s。采用成本效益比（AC/AEG）法进行技术经济可行性分析。I型CMA获得最高76%的热效率，其温升幅度（15.3°C）和热容量（38.7 kJ）也优于其他构型。湍流状态下雷诺数50,794时测得最大压降1.33 Pa。I型兼具高性能CMA优势，且成本效益比（0.15 RM/kWh）低于其他类型吸热体。
关键词： 热吸收器设计，太阳能空气集热器，交叉矩阵吸收器
更新于2025-09-23 15:23:52
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基于首腔缩窄的挡板式太阳能空气集热器性能提升
摘要： 本文提出一种通过重新排列集热器内挡板来缩小首腔室宽度，从而优化折流板式太阳能空气集热器热性能的新思路。采用数值模拟与实验相结合的方法研究了由四块挡板分隔成五个腔室的集热器，并通过流动与传热分析揭示了性能提升机理。模拟结果表明：首腔室宽度对热效率影响显著，而对压降影响较?。坏弊芮皇页叽缥?000 mm×1000 mm×120 mm时，首腔室宽度为200 mm时可获得最大热效率增长率——在雷诺数1.8-5.5×10^3范围内，相比挡板均匀分布的模型提升达16.90%。按1:0.5比例搭建了实验台，通过四种集热器模型在三种工况下的研究验证了该方法的有效性。实验结果显示：首腔室缩窄法具有较稳定的优化效果，热效率增长率保持在9.73%-16.10%之间，表明该方法对尺度变化不敏感且具有一定适应性。
关键词： 实验验证、数值模拟、性能优化、首腔缩窄、太阳能空气集热器
更新于2025-09-23 15:23:52
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不同稳定度辐射条件下太阳能空气集热器瞬态运行性能
摘要： 本文的首要目标是证明：在相同太阳辐照量条件下，太阳能空气集热器在辐射状态稳定与不稳定时段所提供的有效热量存在差异。采用单节点简化模型对比分析了两种表面积相近的太阳能空气集热器性能——其中一种采用多孔吸热体，另一种采用铝制U型波纹吸热体。量化瞬态运行中集热器性能比稳态运行更为复杂，为此定义了特定瞬时指标和变异性因子，用以表征效率与性能系数的瞬时值与全局值之间平均相对偏差程度。第二目标是对不同辐射状态稳定性等级下的变异性因子进行估算。得出三项结论：其一，若某集热器长期性能优于另一集热器，则该优势在所有辐射状态下均成立；其二，瞬时性能指标受辐射状态、运行时长及设计参数共同影响；其三，稳定辐射状态下的变异性因子（绝对值）小于不稳定辐射状态。实验数据证实，在稳定辐射状态下常规全局指标具有合理精度，但在不稳定辐射状态下需辅以变异性因子进行修正。
关键词： 瞬态运行，太阳能空气集热器，性能指标
更新于2025-09-23 15:21:21