（求助）一种新型太阳能集热管的温度场模拟

tracer · 发表于 2012-7-12 13:03:27

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第一次发帖，不便之处见谅。集热管横截面如附件图示，聚光之后的太阳光进入内管（里面是空气，表面是高吸收率的黑体涂层，材质为铜），通过吸热，将热量传给环状区域的流动水中，外表面近似看作绝热的表面，请问怎样在fluent中设置参数，以模拟截面上内管空气温度场和环形区域的水的温度场

周华 · 发表于 2012-7-13 18:46:18

要用辐射模型计算，或者简单点可以概算一下壁面能量释放功率，直接在壁面条件中设置热通量。

uesoft · 发表于 2012-7-15 09:28:38

楼主进军太阳能，并积极采用CFD，很好！
我提几点建议如下：
1，发明新型太阳能管子值得鼓励，但此截面管型制造麻烦，强度低，性价比可能不如圆形截面。
2，外表面不要看成绝热，要考虑其与外表空气的对流、传导、辐射热损失，因为内外管之间尽管是真空，没有对流、传导换热，但有辐射换热。实验证明外管热损失可超过7%以上。

5超7 · 发表于 2012-7-15 09:35:52

原帖由 uesoft 于 2012-7-15 09:28 发表

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楼主进军太阳能，并积极采用CFD，很好！
我提几点建议如下：
1，发明新型太阳能管子值得鼓励，但此截面管型制造麻烦，强度低，性价比可能不如圆形截面。
2，外表面不要看成绝热，要考虑其与外表空气的对流、传导、 ...

前辈看到太阳能的帖子这么激动啊！

uesoft · 发表于 2012-7-15 09:55:10

哈哈，我看到太阳能、生物质、MCHP就很激动！

uesoft · 发表于 2012-7-15 09:59:31

内管里面如果是水，要考虑蒸发、凝结、传导、对流、辐射换热，很复杂；若是空气，仅考虑对流、传导、辐射。

5超7 · 发表于 2012-7-15 19:47:17

原帖由 uesoft 于 2012-7-15 09:55 发表

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哈哈，我看到太阳能、生物质、MCHP就很激动！

前辈还涉猎生物质啊！恕小弟无知啊！我们研究所就有生物质组的，专门搞生物质的。我同学的课题就是生物质分级气化。

浪子轻狂 · 发表于 2012-7-16 08:02:56

内管内开启辐射模型，由于不知道光学厚度，无法判断你这个最适合用哪种。不过，用DO是肯定没错的。

外管的边界条件要根据外管的温度和热通量而定，如果和环境温差过大，需要设置一下辐射和对流传热系数。

tracer · 发表于 2012-7-16 09:32:07

各位前辈大师们，感谢大家的支持与关注，由于fluent我只是刚接触不久，并不想把问题考虑得太复杂。可能这个图看得不是很清楚，我再发个图，这个主要利用人工黑体保存住光，内管内是空气，内外管壁间是流动工质水或油（尽可能不考虑相变），管壁外有保温层。之前我是这么想的，假设光的进口处有一个平面热源，设置为wall类型，不靠虑内管空气的流出，用do的话，设置类型里面有个opaque和semi-transparent,但都不知道该如何设置。各位前辈可另有高招，望不吝指教。

uesoft · 发表于 2012-7-16 11:59:04

原帖由 5超7 于 2012-7-15 19:47 发表
前辈还涉猎生物质啊！恕小弟无知啊！我们研究所就有生物质组的，专门搞生物质的。我同学的课题就是生物质分级气化。

您在哪个研究所呢？希望加强交流。我正在找生物质分级气化的资料，很想了解气化器可靠性和技术性能，因为它是生物质MCHP最核心的部件，目前难度最大的可能就是它了。我看不到你的联系方式，在论坛不能发短消息，你能发邮件给我吗？Email:uesoft@163.com, qq:1326652418.
我是学热能动力的，做过12年火电厂设计，也做过12年软件开发及其管理，目前在构思MCHP，想用蓝牙、Zigbee、WiFi等无线网络控制器控制MCHP。MCHP需要大量的计算机仿真，开发工作量很大。我们在软件开发管理方面有一些经验，但没做过MCHP系统。希望能与你们所联合开发太阳能、生物质、燃气、燃油、燃煤MCHP。

uesoft · 发表于 2012-7-16 12:12:06

现在我能看清楚你设计的太阳能换热管结构了，它与普通全玻璃真空太阳能集热管不同，我猜测你是想利用高温空气把水温加到更高，但那些截面尖角会产生强度问题，不知我猜对了没有。
我开发MCHP也需要高温集热管，我初步构思是利用钎焊板式换热器利用聚焦的太阳能高温，把空气加热到250-400C，这时就可以产生卡诺效率eta=1-(273+30)/(273+400)=55%或42%的理论效率，实际当然差得远，但比太阳能电池效率高得多。

浪子轻狂 · 发表于 2012-7-17 08:51:53

通过那么小一个缝隙把太阳光引入里面进行辐射散热来加热外面的物体，另外，不是封闭系统，外面那个保温层的效果要打折扣。综合下来，你这个结构的效率不高吧。

[ 本帖最后由浪子轻狂于 2012-7-17 00:54 编辑 ]

5超7 · 发表于 2012-7-17 10:09:24

原帖由 uesoft 于 2012-7-16 11:59 发表

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您在哪个研究所呢？希望加强交流。我正在找生物质分级气化的资料，很想了解气化器可靠性和技术性能，因为它是生物质MCHP最核心的部件，目前难度最大的可能就是它了。我看不到你的联系方式，在论坛不能发短消息，你 ...

前辈你太专业了，小弟有点hold不住的感觉啊！我是华理某个研究所的，搞煤气化方向的额，我的课题是两段炉气化技术，貌似和你的有点区别。我同学的课题就是生物质分级气化，你真的需要的话，可以到我们研究所来啊！我们研究所有个老师就是专门做生物质方面的呢！有需要可以站内联系我哦。

浪子轻狂 · 发表于 2012-7-17 13:34:45

我知道你小子是哪个所的

5超7 · 发表于 2012-7-17 16:30:35

原帖由 浪子轻狂 于 2012-7-17 13:34 发表

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我知道你小子是哪个所的

你认识我师兄的嘛！当然知道的拉！
我师兄和我提过你一次呢！

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