55、平板太阳能空气加热器热性能研究

平板太阳能空气加热器热性能研究

1. 模型描述

平板太阳能空气加热器（SAH）的横截面尺寸为宽（W）1米，高（H）0.06米，长度（L）为2米（风道高度）。吸收板具有特定的选择性涂层，吸收率（α）较高，SAH的上侧由高透射率（τ）的玻璃盖板保护。此外，风道侧壁和吸收器的底壁预计进行隔热处理。

2. 热建模方程

为了研究SAH，做出以下假设：
1. 集热器仅在稳态条件下运行。
2. 风道内的平均空气温度和SAH组件的工作温度也是均匀的。
3. 仅流动方向会导致空气温度变化。
4. 空气通道假设无泄漏。
5. 假设输入温度与外界温度相同。

以下是用于阐明反映太阳能加热器热性能的不同参数的方程：
- 有用热增益 ：
[ Q_{u} = F_{R}A_{p}[I(\tau\alpha) - U_{l}(T_{o} - T_{i})] ]
其中，(F_{R}) 是集热器热去除因子，((\tau\alpha)) 是玻璃盖板的透射 - 吸收乘积，(T_{o}) 和 (T_{i}) 分别是出口和入口空气温度。(F_{R}) 的表达式为：
[ F_{R} = \frac{\dot{m}C_{p}}{U_{l}A_{p}}[1 - \exp(-\frac{FU_{l}A_{p}}{\dot{m}C_{p}})] ]
其中，(C_{p}) 是空气的比热（J/kg K）。
- 集热器效率因子 ：
[ F = \frac{h}{h + U_{l}} ]
- 出口