内置转子太阳能集热管流动与传热特性的数值模拟研究

黎昊为; 左夏华; 张岱凌; 温馨; 阎华; 杨卫民; 安瑛

doi:10.13543/j.bhxbzr.2023.02.011

北京化工大学学报（自然科学版） ›› 2023, Vol. 50 ›› Issue (02) : 89 -96. DOI: 10.13543/j.bhxbzr.2023.02.011

内置转子太阳能集热管流动与传热特性的数值模拟研究

黎昊为, 左夏华, 张岱凌, 温馨, 阎华, 杨卫民, 安瑛

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摘要

通过数值模拟方法模拟了非均匀加热工况下内置两叶片转子和低流阻转子的太阳能集热管的流动与强化传热特性，得到了集热管内的温度分布、湍动能分布、努塞尔数以及阻力系数等参数，并通过综合性能评价因子(PEC)对内置转子集热管的综合强化传热性能进行了衡量。结果表明：内置转子后，管内流体的温度分布更加均匀，并且升温速率明显提升，若控制出口温度一致，则内置两叶片转子集热管的长度相较于光管可减少46.15%;内置两叶片转子和低流阻转子集热管内的努赛尔数和阻力系数相较于光管均有明显提升，其中内置两叶片转子集热管提升幅度较大，努赛尔数和阻力系数相较于光管分别提升94%～190%和308%～449%;通过PEC对两种集热管的综合强化传热性能进行衡量，两种集热管的PEC值均大于1,内置两叶片转子集热管具有最大值1.82。