一種內(nèi)插絲網(wǎng)流型改善型太陽能集熱管及調(diào)控方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種內(nèi)插絲網(wǎng)流型改善型太陽能集熱管及調(diào)控方法，屬于太陽能熱利用技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]強(qiáng)化傳熱研宄一直受到廣泛的重視，世界各國的科學(xué)領(lǐng)域里，有關(guān)強(qiáng)化傳熱研宄報告舉不勝數(shù)。表現(xiàn)在設(shè)計和制造各類高性能熱設(shè)備，航空、航天及核聚變等尖端技術(shù)，計算機(jī)密集布置電子元件的有效冷卻。
[0003]傳熱流體的流動約束在一定結(jié)構(gòu)和形狀的通道內(nèi)，在通道內(nèi)插入結(jié)構(gòu)和功用各異的插入物，可以改變流體的流動流型，進(jìn)而提高傳熱能力，因而管內(nèi)插入物成為強(qiáng)化傳熱研宄的熱點領(lǐng)域。目前常用的內(nèi)插結(jié)構(gòu)有螺旋扭帶結(jié)構(gòu)，靜態(tài)混合器結(jié)構(gòu)，縱向渦發(fā)生器，螺旋線圈，螺旋彈簧，多孔結(jié)構(gòu)，繞花絲結(jié)構(gòu)等。
[0004]另一方面，通過微-納表面改性技術(shù)強(qiáng)化傳熱作為一個嶄新的研宄領(lǐng)域，已得到世界范圍的廣泛重視，一批開創(chuàng)性的研宄工作已經(jīng)證明表面改性是一種極具前景的強(qiáng)化傳熱手段。隨著研宄的深入，表面浸潤性對氣泡動力學(xué)過程及傳熱的影響被逐漸重視。大量的實驗也已經(jīng)證實，通過改變表面的微-納結(jié)構(gòu)，帶來表面形貌及化學(xué)性質(zhì)的改變來引起表面浸潤性的變化是可行的。
[0005]真空集熱管作為光熱轉(zhuǎn)換部件，與拋物面槽式聚光器組合使用，形成拋物面槽式集熱器，可以為太陽能熱發(fā)電、太陽能海水淡化、太陽能空調(diào)、工業(yè)生產(chǎn)等提供熱能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于應(yīng)用集熱管內(nèi)插絲網(wǎng)結(jié)構(gòu)流型改善強(qiáng)化傳熱技術(shù)，同時將新興技術(shù)應(yīng)用于工業(yè)實際，提供一種內(nèi)插絲網(wǎng)流型改善型太陽能集熱管及調(diào)控方法。
[0007]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:
內(nèi)插絲網(wǎng)結(jié)構(gòu)的直通式太陽能集熱管包括入口連接管、波紋管、合金封接環(huán)、真空玻璃管、吸熱管、固定環(huán)、螺栓連接頭、錐形分流腔、絲網(wǎng)連接孔、絲網(wǎng)、定位卡套、螺紋孔、真空抽氣口、定位環(huán)肋、出口連接管；吸熱管的兩端經(jīng)波紋管分別與入口連接管和出口連接管焊接連接；真空玻璃管同軸套在吸熱管上，其兩端通過合金封接環(huán)分別與波紋管焊接密封，真空玻璃管上設(shè)有真空抽氣口 ；入口連接管的進(jìn)口端和出口連接管的出口端的內(nèi)側(cè)分別焊接有定位環(huán)肋；錐形分流腔和定位卡套上分別設(shè)有絲網(wǎng)連接孔，絲網(wǎng)兩端通過絲網(wǎng)連接孔縫合分別與錐形分流腔和定位卡套相連；螺栓連接頭的一端與錐形分流腔焊接連接；固定環(huán)的中心處設(shè)有螺紋孔，螺栓連接頭的另一端通過螺紋孔與固定環(huán)固定；絲網(wǎng)通過固定環(huán)和定位卡套與入口連接管和出口連接管內(nèi)的定位環(huán)肋相連實現(xiàn)與吸熱管同軸固定。
[0008]所述的吸熱管內(nèi)表面涂裝有超親水表面涂層，外表面涂裝有選擇性吸光涂層。所述的絲網(wǎng)孔徑應(yīng)小于100微米以下，其外表面涂裝有超疏水表面涂層。
[0009]基于表面改性的結(jié)構(gòu)改善型流型改善方法是:太陽光經(jīng)聚光后透過真空玻璃管，大部分光能被吸熱管外表面的選擇性吸收涂層吸收轉(zhuǎn)化為熱能經(jīng)吸熱管加熱吸熱管內(nèi)部，冷凝水自入口連接管進(jìn)入吸熱管后經(jīng)錐形分流腔進(jìn)行分流，使得冷凝水沿著吸熱管與環(huán)狀絲網(wǎng)之間的環(huán)形空間進(jìn)行流動和加熱沸騰產(chǎn)生蒸汽。環(huán)狀絲網(wǎng)結(jié)構(gòu)外表面通過超疏水表面涂層進(jìn)行疏水處理，吸熱管內(nèi)部采用超親水表面涂層進(jìn)行親水處理，由于表面張力效應(yīng)使得液體流向吸熱管側(cè)，而蒸汽則流向環(huán)狀絲網(wǎng)側(cè)，形成氣液兩相流分離，改善流型，蒸汽最終流入絲網(wǎng)內(nèi)部。當(dāng)氣液兩相流流至定位環(huán)肋時，定位環(huán)肋對冷凝液體進(jìn)行阻隔，產(chǎn)生的蒸汽從吸熱管經(jīng)出口連接管排出。
[0010]本發(fā)明通過冷凝水在吸熱管內(nèi)進(jìn)行流動沸騰時，在吸熱管內(nèi)部進(jìn)行絲網(wǎng)整體結(jié)構(gòu)布置，調(diào)控流型；同時，通過在絲網(wǎng)外表面超疏水處理，吸熱管內(nèi)表面超親水處理，使吸熱管內(nèi)部浸潤更加充分，流型接近環(huán)狀流，強(qiáng)化吸熱管內(nèi)沸騰換熱，使管內(nèi)傳熱情況改善，形成一種新的流型調(diào)控方法。
【附圖說明】
[0011]圖1是內(nèi)插絲網(wǎng)流型改善型太陽能集熱管結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2是內(nèi)插絲網(wǎng)流型改善型太陽能集熱管A-A截面圖；
圖3是本發(fā)明的內(nèi)插絲網(wǎng)整體結(jié)構(gòu)示意圖；
圖4是本發(fā)明的吸熱管結(jié)構(gòu)示意圖；
圖中:入口連接管1、波紋管2、合金封接環(huán)3、真空玻璃管4、吸熱管5、固定環(huán)6、螺栓連接頭7、錐形分流腔8、絲網(wǎng)連接孔9、絲網(wǎng)10、定位卡套11、螺紋孔12、超疏水表面涂層13、超親水表面涂層14、真空抽氣口 15、定位環(huán)肋16、出口連接管17、選擇性吸收涂層18。
【具體實施方式】
[0012]如圖所示，內(nèi)插絲網(wǎng)流型改善型太陽能集熱管包括入口連接管1、波紋管2、合金封接環(huán)3、真空玻璃管4、吸熱管5、固定環(huán)6、螺栓連接頭7、錐形分流腔8、絲網(wǎng)連接孔9、絲網(wǎng)10、定位卡套11、螺紋孔12、真空抽氣口 15、定位環(huán)肋16、出口連接管17 ;吸熱管5的兩端經(jīng)波紋管2分別與入口連接管I和出口連接管17焊接連接；真空玻璃管4同軸套在吸熱管5上，其兩端通過合金封接環(huán)3分別與波紋管2焊接密封，真空玻璃管4上設(shè)有真空抽氣口 15 ;入口連接管I的進(jìn)口端和出口連接管17的出口端的內(nèi)側(cè)分別焊接有定位環(huán)肋16 ;錐形分流腔8和定位卡套11上分別設(shè)有絲網(wǎng)連接孔9，絲網(wǎng)10兩端通過絲網(wǎng)連接孔9縫合分別與錐形分流腔8和定位卡套11相連；螺栓連接頭7的一端與錐形分流腔8焊接連接；固定環(huán)6的中心處設(shè)有螺紋孔12，螺栓連接頭7的另一端通過螺紋孔12與固定環(huán)6固定；絲網(wǎng)10通過固定環(huán)6和定位卡套11與入口連接管I和出口連接管17內(nèi)的定位環(huán)肋16相連實現(xiàn)與吸熱管5同軸固定。
[0013]所述的吸熱管5內(nèi)表面涂裝有超親水表面涂層14，外表面涂裝有選擇性吸光涂層18。所述的絲網(wǎng)10孔徑應(yīng)小于100微米以下，其外表面涂裝有超疏水表面涂層13。
[0014]基于表面改性的結(jié)構(gòu)改善型流型改善方法是:太陽光經(jīng)聚光后透過真空玻璃管4，大部分光能被吸熱管5外表面的選擇性吸收涂層18吸收轉(zhuǎn)化為熱能經(jīng)吸熱管5加熱吸熱管內(nèi)部，冷凝水自入口連接管