doi:10.3969/j.issn.l673-7237.2016.0J.008低流速陶瓷换热板流阻特性研究*赵会刚，徐俊芳，刘震(北京市房地产科学技术研究所，北京100021)摘要：陶瓷换热板得以在太阳能集热系统中应用，其内部流通结构的阻力特性关系此类集热系统的运行参数和设备配置。就陶瓷换热板内流动阻力的形成，说明理论分析中存在的不确定因素，借签“黑盒子”测试的原理，以陶瓷换热板总流动阻力作为分析参量，进行流体实验，研究陶瓷换热板在低流速、变工况下的流阻特性规律，导出其在大规模集热系统优化配翼中的应用。关键词：流动阻力；太阳能；陶瓷；换热；中图分类号：TU18文献标志码：A文章编号：1673-7237(2016)01-0033-04FlowResistanceCharacteristicofCeramicHeatTransferPlateatLowFlowVelocityZHA0Hid-gang,XUJun-fang,LIUZhen(BeijingInstituteofRealEstateScienceandTechnology,Beijing100021,China)Abstract:Theceramicheattransferplateflowresistanceqffectstheoperationparametersandthedeviceconfigurationofaceramicsolarcollectorsystem.Thispaperexplainstheuncertaintieswithintheceramicheattransferplateflowresistanceinthetheoreticalanalysis,learningtheprinciplesofthe"blackbox''testingandtakingthetotalflowresistanceofaceramicheattransferplaleastheanalysisparameter,researchestheflowresistancecharacteristicofaceramichealtransferplateatlowflowvelocityandvariableoperatingconditionsbyfluidexperiments.Atlast,thepaperexportsitsuseinlarge-scalesolarcollec-torsystemoptimization.Keywords:flowresistance;solarenergy;ceramic;heattransfer0引言直接转化和利用太阳能是可再生能源利用的一个重要方向⑴。在太阳能集热换热设备中，陶瓷换热板作为其核心集热换热部件中的一种，发挥了中国在陶瓷制造方面的传统优势，具有耐腐蚀、抗老化、使用寿命长的优点c本文首先分析了陶瓷换热板内部流动阻力在理论分析中存在的不确定因素，然后，结合实际项目中系统的运行参数,探讨得到陶瓷换热板内部流动阻力特性的简便、实用途径;研究在低流速、变工况下陶瓷换热板流动阻力的特性规律，简析其在大规模集热系统优化配置过程中的应用。1陶瓷换热板及集热阵列目前,常用的陶瓷换热板类似翼管式栅形国结构,典型屋顶布置的陶瓷换热板如图1,其内部流通结构收稿日期：2015-04-13;修回0^:2015-05-28•基金项目：北京市科技计划课ga(Z121100000312017；Z131100005613027)图】陶瓷换热板陶瓷换热板经多级串、并联组成一个大规模的集热换热流通体系,典型的大规模陶瓷板集热阵列的流通联接组成如图3。2换热板内流动损失实际流体均具有粘性，于外粘附固体壁面、于内形成摩擦切向应力作用，由此对容器内流体的流动过程产生阻力【I。流体在换热板内的流动损失与流体本身的物理性质、流动状态以及流道的形状、规格、表面状况等因素有关。理论分析中,流体在管内的流动损失由流经直管段的沿程损失和流经变径、弯头等局部流态急剧变化部位的局部损失组成。沿程损失在理论上可由Darcy-Weisbach公式物得出：式中:％为沿程损失,m；A为沿程损失系数；/为管道长度,m;d为管道内径,m；u为平均流速,m/s；g为重力加速度,m/s2。对于横截面为非圆形的管内流动，管道内径d应采用管横截面的当量直径。沿程损失系数A可表示为雷诺数Rf和相对粗糙度eld的函数，即入祖它的具体表达式由实验分析得到。对于圆管内的层流流动，人可表达为雷诺数七的函数入=64/凡；对于紊流流动，入按照不同的&和M的数值范围区间,采用不同的经验公式求解。局部损失在理论上引入局部损失系数根据流体流经各个变径、弯头等形成的急变流的特点，局部损失系数f采用经实验得出的经验数值或经验关系式表达。对于近距离的2个急变流，由于它们之间的互相影响，局部损失不是简单的叠加过程，需要进一步通过实验进行测定。对图1中陶瓷换热板内的流动，一方面,其内表面状态、通道内规格等与制造工艺有关，同一工艺完成的产品，内表面粗糙度等性能、特征参数需经测试才能掌握，且其内部各个位置的参数多有不同；另一方面,大部分引起急变流的...