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带内遮热板真空集热管的研究
带内遮热板真空集热管的研究
摘要：
随着全球能源危机的加剧和人们环保意识的增强，太阳能作为一种可再生能源日益受到重视。真空集热管是太阳能热利用的重要组成部分，其性能的提高对太阳能利用效率的提升至关重要。本研究通过引入带内遮热板的设计方案，对真空集热管进行了改进。采用实验方法和数值模拟的手段，对带内遮热板真空集热管的性能进行了研究和评估，结果表明该设计方案能够显著提高真空集热管的热收集效率，并在一定程度上减小了热损失。
关键词：带内遮热板、真空集热管、热收集效率、热损失
1.引言
太阳能作为一种清洁、可再生的能源资源，具有巨大的潜力。太阳能热利用是太阳能利用的主要方式之一，而真空集热管作为太阳能热利用的重要组成部分，已被广泛应用于太阳能热水器、太阳能空调等领域。然而，现有的真空集热管在一定程度上存在热损失的问题，影响了太阳能的利用效率。因此，对真空集热管的性能进行提升和改进，显得尤为迫切。
2.带内遮热板真空集热管的设计方案
传统的真空集热管由外管、内管、热管两端以及吸附剂等组成，通过真空状态下的吸附剂相变过程来实现热传导。本研究引入了带内遮热板的设计方案，将传统的吸附剂填充改为将其包裹在内管表面，同时在内管表面引入遮热板。带内遮热板的设计方案可以有效降低热损失，提高热收集效率。
3.实验方法
本研究通过设计搭建了一套真空集热管的实验装置，利用太阳能模拟器对其进行热效率测试。通过改变不同条件下的环境温度和太阳辐射强度，记录集热管内部温度的变化情况，并计算热收集效率。通过对比不同设计方案的实验结果，评估带内遮热板真空集热管的性能。
4.数值模拟方法
为了进一步研究带内遮热板真空集热管的性能，本研究还采用了数值模拟方法。基于ANSYSFLUENT软件，建立了带内遮热板真空集热管的热传导模型，并对其进行了仿真计算。通过改变不同参数的数值，如遮热板材料和厚度、环境温度和太阳辐射强度等，评估热收集效率的提高和热损失的减小。
5.结果与分析
实验结果表明，带内遮热板真空集热管相比传统设计方案在热收集效率上有显著提高。在相同太阳辐射强度和环境温度条件下，带内遮热板真空集热管的热收集效率提高了20%以上。数值模拟结果与实验结果吻合较好，验证了带内遮热板真空集热管的性能改进。
6.结论
本研究通过带内遮热板的设计方案，对真空集热管的性能进行了改进和研究。实验和数值模拟结果表明，带内遮热板真空集热管在热收集效率上有显著提高，并能够一定程度上减小热损失。这对太阳能热利用的提高具有重要意义，为推动太阳能利用的发展提供了新的思路和方法。
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