当前的世界环境

介绍

可再生能源由于其清洁和可再生的特性，将在未来几年成为化石燃料的主要替代品。印度开发了多种类型的太阳能空气加热器，并对其性能进行了详细研究。目前，太阳能在空间加热、食品干燥和制冷等方面发挥着重要作用。而太阳能空气加热器现在已经成为某些太阳能系统的重要组成部分。

传统的能量分析方法是基于与能量守恒有关的热力学第一定律。第一定律只是作为一个过程中记录能量的必要工具。实际设备涉及能量转换定律，但能量的质量下降，即功势损失或火用能量消耗或破坏，因为根据Gouy - Stodola定理，可用功的损失与观测过程中的总熵产生直接成比例。¹

近年来，火用的概念受到了科学家、研究人员和工程师的极大关注，火用概念已被应用到各个公用事业部门和热过程中。能量分析本身错误地解释了一些过程;例如，环境空气，当等温压缩时，保持其能量(如焓)等于零，而压缩空气的火用大于零。^6-8

性能改进使用各种

配置

在平板太阳能空气加热器中，通过人为增加吸收板的粗糙度，可以提高吸收板与空气之间的对流换热系数。古帕塔和加格的纸²提供了人工粗糙的太阳能空气加热器的热行为的结果，其类似于通常的平板传统空气加热器。使用通常的计算吸收照射和热量损失的程序，还在实验上评估了四种类型的双流平板太阳能空气加热器的能量和漏光效率，吸收板上没有障碍物。并且发现没有一个粗糙的几何形状，可以为整个Re（reynolds no）提供最佳性能。

图1：各种几何配置2 点击此处查看数字

一种新型太阳能空气加热器的分析给出了主要思想，以最小化来自收集器的前盖的热损失，并从吸收器中最大化热量提取。这可以通过迫使空气在通过吸收器之前迫使空气流过前玻璃盖（预热空气）。因此，这种设计需要额外的盖子来形成逆流换热器。纳斐人^5.应用用于预测传热特性和各种配置平板太阳能空气加热器的传热特性和性能的数学模型。进行了在背板上方的流动通道中具有和不填充的太阳能空气加热收集器的比较理论参数分析。没有填充气流通道的空气加热器是传统类型，包括玻璃盖，其与吸收器和背板一起结合吸收器下方的空气流动。为了比较具有不同空隙分数的不同材料，形状和尺寸的性能，包装的填充。为了估计有效的能量增益，计算在通过具有不同导管深度和长度和具有不同气流速率的空气加热器泵送空气中的能量。solanki.^14.带有金属棱纹砂的太阳能空气加热器最佳热工性能的实验研究。与光滑管道相比，在宽阔的管道壁上有肋的管道，其斯坦顿数和摩擦系数分别增加了大约两倍和三倍。研究了雷诺数(3000-20000)、倒角(-15 - +18)、相对粗糙度高度(0.014-0.033)、相对粗糙度节距(4.6-8.5)和风道纵横比(4.65-12)的变化范围。优化了质量流量等参数与白天时间的关系。研究表明，单、双通道太阳能空气加热器采用丝网作为吸收板。在太阳能空气加热器管道中，人工粗糙度增强了从吸收板到空气的传热。然而，这种改进总是伴随着泵浦功率的增加。乔杜里和加戈^12.对于较短的管道长度和较低的空气质量流量来，与其他设计相比，发现具有单个盖子的双通气加热器的性能最具成本效益。

绩效评估

omojaro和aldabbagh^4.实验计算了单通道和双通道太阳能热水器的热效率、质量流量优化等参数与白天时间的关系。对所考虑的结构(带纵向翅片的双通道太阳能空气加热器)进行了热力学分析。^5.利用该模型对带纵向翅片的双通道太阳能空气加热器的传热特性、性能和熵产进行了预测。考虑了翅片高度和翅片个数对性能和熵产生的影响。结果表明，热效率随翅片高度和翅片数量的增加而增加。熵产与翅片的高度和数量成反比。不幸的是，这不仅假设了一个恒定的总损失系数和其他传热系数，而且还计算了关于所有优化参数的熵产。

Farahat开发了太阳能空气加热器的突出优化。^8.为此，建立了太阳能热水器热性能和光学性能的综合数学模型。通过与加热炉热效率的比较，从优化后的参数和效益来看，该方法大大提高了该系统的(火用)效率。如图3-4所示，能量和(火用)效率之间存在较大的差异，同时发现(火用)基估计的优化效果更好。找出了火用能和能效随风速、炉面面积、入射辐射等变量的变化规律。两者的效率图是相似的，但火用基础观测给出了相对更好的优化。

结论

绩效评估在çth和cEx是由不同的作者完成的。从目前的综述可以看出，火用分析是一种有用的方法，不能取代能量分析。火用分析能产生有用的结果，因为它处理不可逆性最小化或最大火用交付。(火用)分析可以指出正在考虑的过程热力学改进的可能性。火用分析已被证明是能量系统热力学分析的有力工具。

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