太阳能空气集热器是一种常见的太阳能光热利用装置,被广泛应用在农作物干燥和建筑物辅助供热等领域。为了克服盖板型集热器透光盖板的光反射损失,以及无盖板集热器换热不充分、热损失大的问题,本文提出了一种利用条缝射流强化换热的无盖板型太阳能空气集热器,通过结构设计创造贴附集热板下表面的条缝射流,以此增强空气与集热板间的传热,进而达到降低集热板与环境温差,减小热损失,提高热性能的目的。首先,通过搭建条缝射流型集热器试验台,探究了其在冬季和夏季典型气象工况下的工作特性。结果表明,在夏季工况下,集热效率全天稳定且高效,当处理气量为39 m~3/h时,平均集热效率为48.1%,明显高于传统的无盖板型太阳能集热器。同时,通过冬夏季工况试验数据对比,证明了该型集热器在夏季的热性能明显优于冬季。随后,研究了集热器的倾角、方位角、处理气量和云量等因素对集热器热性能的影响。其次,运用Fluent软件对集热器内部的流动和传热特性进行仿真分析。结果发现,条缝射流不仅能对集热板表面形成有效覆盖,而且能增强热交换,在圆孔附近形成较大低温区,改善了传统渗透型集热器换热不充分和局部高温的问题。此外,本文还探究了圆孔直径、挡片直径和条缝宽度对集热效率的影响,分析表明集热效率与内部涡系结构和条缝射流的流速有较大关系。最后,基于Box-Behnken Design响应面法进一步对条缝射流型集热器的圆孔直径、挡片直径和条缝宽度等结构参数进行了优化,当圆孔直径为37.9 mm、挡片直径为60 mm、条缝宽度为2 mm时,该集热器的热性能最优。本研究为提高无盖板型集热器的热性能提供了新思路。