太阳能斯特林热机渐开线管簇式吸热器设计与性能仿真

来源期刊：湖南科技大学学报自然科学版2019年第1期

论文作者：刘繁茂 张磊 蒋彭 彭佑多

文章页码：54 - 63

关键词：太阳能斯特林热机;渐开线加热管;直接照射式吸热器;流动与换热;

摘    要：针对太阳能斯特林热机直接照射型管簇式吸热器,采用等温分析法与湍流强制传热理论,综合考虑加热管簇的通流容积、工质的流阻损失和加热管簇传热能力,得到了基于基本输入热与基于最佳长径比的加热管簇换热长度与管数的定量设计公式.在此基础上,以改善光热转换特性为目的构建了一种新型加热管簇空间位置曲线方程,并以有效功率1 k W太阳能斯特林热机加热管簇设计为例建立了该加热管簇的三维实体模型.通过Fluent仿真分析了该加热管簇的流动与换热特性.结果表明:1 k W有效功率管簇式吸热器所需加热管数为28根,单根加热管长度为31 cm;渐开线加热管结构避免了管内工质流动出现二次流,降低了加热管弯管部分工质压力损失;加热管管壁温度分布相对均匀.