《表3 集热管结构优化策略》

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《聚光太阳能集热场先进技术综述》

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集热管结构优化策略如表3所示。其中，在管外壁面的翅片设置是提高光学效率的重要方法。文献[43]在小尺寸吸热管外壁面覆盖了黑色翅片来提高接收管的吸收率，其光热效率可达67%。波纹管是提高管内壁换热性能的另一种重要方法。文献[44]中研究者采用了对称外波纹管结构，通过管壁面起伏加强了湍流强度，从而加强吸热管内壁面与导热油之间的换热性能，最高可达48%，同时该结构的热应力比传统直管低26.8%。文献[45]中采用数值方法研究了非均匀分布的对称外波纹管的传热性能，得到了更优化的波纹分布构型。此外，在集热管中插入填充物从而提高集热管换热效率，采用实验或者仿真的方法进行验证和填充结构的优化成为研究的热点。文献[46]中介绍了螺旋波纹管的换热性能，并通过数值与实验方法研究了壳‐管换热器结构。在吸热管中插入1个螺旋叶片是其中一种提高集热管换热性能的重要方法，其原理也是加强吸热管内的湍流效应，降低层流边界层厚度，从而提高流体工质与吸热管内壁面的换热性能。文献[47-49]中测试了若干种螺旋叶片，其实物图如图4所示，包括（a）直叶片、（b）螺旋叶片和（c）锯齿叶片。文献[50]中在管壁面设置翅片，通过提高换热面积的方法提高吸热管内壁面的换热性能。文献[51]通过实验研究了金属泡沫填充物对吸热管传热效率的影响，发现该方法对集热效率的提升约为3%。然而管内填充物的作用并不一定是有利的，其主要缺点是会引起吸热管压损上升。