多孔介质辅助平板式太阳能集热器热性能强化的数值仿真研究

多孔介质材料具有良好的传热和蓄热性能。设计了新型多孔介质辅助平板式太阳能集热器的二维数值仿真模型，对其内部热性能进行了数值模拟，研究多孔介质块的形状(矩形、梯形、三角形结构)、布置数量和渗透率(达西数Da=10^-5～10^-2)等因素对平板式太阳能集热器热性能强化的影响；然后考虑到插入多孔介质伴随的压降和摩擦阻力损失，提出了评价集热器传热性能与阻力损失的性能评估标准。研究结果表明：在平板式太阳能集热器换热通道插入4种不同形状的多孔介质块，矩形多孔介质块背部附近区域更易产生涡区，集热器内传热性能最强，但通道内流动阻力系数大，从而导致阻力损失大。当多孔介质区域总长度一定时，随着多孔介质块布置数量的增加，涡区数量相应增加，集热器内传热性能加强，且通道内流动阻力损失呈现先增加后降低的规律。多孔介质块渗透率对集热器传热性能的影响显著，当Da=10^-2时，集热器传热性能最强。集热器内多孔介质块布置任意数量、高渗透率(Da=10^-2)条件下，矩形多孔介质块的性能评估标准最佳；在多孔介质块布置数量(N=6)较多、低渗...