与光伏热系统集成的无玻璃蒸发太阳能集热器(UTCs)中的气流模式和对流传热机制对其性能至关重要。计算流体动力学(CFD)模拟可以成为设计和分析这些混合建筑集成太阳能系统的一个有价值的工具,而CFD方法和湍流模型的最新进展为提高预测精度提供了巨大的潜力。本研究进行了三维稳态雷诺平均Navier-Stokes(RANS)CFD模拟,并评估了五种湍流闭合模型的性能,在精度和计算成本方面可能适用于utc的建模。这些模型包括四个双方程模型(标准k-ε、重正化群方法k-ε、可实现的k-ε和剪切应力输运k-ω)和一个雷诺应力模型。编译 陈讲运
考虑了自由流接近流动条件下的平面UTC和平面壁射流条件下的波纹UTC。将预测的空气速度、气温和湍流动能与文献中的实验数据以及在太阳模拟器中使用专门设计的全尺度实验装置获得的实验数据进行了比较。结果表明,与其他模型相比,虽然雷诺应力模型可以以更高的计算成本提供更详细的流量特征,但它并不一定能获得更好的性能。在双方程模型中,重整化组方法k-ε在两种情况下都具有最好的整体性能,而标准k-ε和剪切应力输运k-ω模型也可以提供可接受的预测精度。使用本研究中开发的CFD模型,研究了在相同覆盖范围内的UTC中有两个PV面板安排的BIPV/T系统。研究发现,对于所考虑的情况,BIPV/T系统集成了UTCs,可使电气效率提高1.2%。
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