以工艺难度较低的U型管水冷器为研究对象,以PV/T的太阳热能输入与U型管的吸热能力平衡为目标,对冷却水在层流、过渡流和湍流3种流动状态下的热传递系数进行分析,对U型管内的水流速度、管径的大小以及管道长度进行优化设计。计算结果表明:冷却水在低流速的层流状态不足以完全吸收太阳入射热功率;如果速度提高到过渡流和湍流态,可以选用标准的25 mm管径,最佳流速介于0.050.3 m/s之间,每平方米管长8 m即可满足吸热要求。
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