塔式太阳能吸热器热性能的研究

发布时间：2020-07-10 07:31

【摘要】：能源极大地决定着人类生存状况及社会发展程度。化石能源的短缺和日益严重的环境问题迫切地要求全人类积极探寻清洁可再生能源。太阳能拥有诸多优点,如：来源途径广、干净不产生污染、可就地利用、用完可循环再生等。塔式太阳能热发电技术作为太阳能利用的一个重要研究方向,具有发电容量大、发电成本相对低、系统结构简单等优点,因此具有广阔的商业前景。本文首先对塔式太阳能吸热器系统进行了管内流动及传热特性的理论分析,并基于此设计搭建了小型的塔式太阳能热发电吸热器系统实验台,对腔式吸热器的温度场及工质在管内的温度分布进行了测量。并建立了相应的数学模型,用于计算腔式吸热器的各项热损失及正反向热效率,研究了入射辐照强度、入口流量、环境风速、加盖玻璃盖板、吸热器形式等因素对腔式吸热器热性能的影响规律。同时,本文建立了对应的数值模拟模型,通过UDF自定义将热流密度在吸热面内的分布关联式编译为模拟计算模型的热流密度边界条件,研究非均匀热流密度条件下,吸热器的温度场及热效率分布规律,并得出了太阳能入射辐照强度、工质入口流量、工质入口温度、环境风速等因素对吸热器热性能的影响规律。最后,本文通过对比分析实验及数值模拟的结果,互相验证两者结果的可靠性。综合实验及模拟研究可知：聚光型热流密度在吸热面内整体呈高斯分布；太阳能入射辐照强度的减弱、工质入口流量的增加及入口水温的降低会引起吸热器热效率的增大；加盖玻璃盖板能有效减小环境风速对吸热器热性能的影响,但要综合考虑玻璃盖板的透光性、经济性、安全性及便于安装性。并提出了日后科研内容的重心和目标。
【学位授予单位】：浙江大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TK513
【图文】：

能源消费结构,比例图

.1世界及我国的能源状况能源问题巳经成为当今世界的三大问题之一。能源极大地决定着人类生存况及社会发展程度，受社会经济的快速发展要求，需要越来越多的能源。据报，1900年以来世界消费的能源量远超过近两千年的能源消费总量⑴。英国石公司的世界能源统计2014年年鉴表明，2013年世界一次能源消费结构中化石料占86. 7%(其中石油的比例最高,徶到32. 9%，天然气为23. 7%，煤炭为30. 1%)，电为4. 4%,水电为6. 7%,其他可再生能源所占比例仅仅为2. 2%,如图1. 1所。我国2013年一次能源消费结构中化石燃料:^90. 4% (其中石油占17.8%，天气占5.1%，煤炭占67.5%)，核电左0.88%，水电占7.2%,其他可再生能源占.52%,如图1.2所示。到2013年底，已探明的世界石油储量约为1.69万亿桶，继续供开采大约53. 3年，巳探明的天然气储量为185. 7万亿立方来，可供开不足55年，煤炭探明储量为8945亿吨，可供开采不足160年可见，化石源终究要走向枯竭。

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槽式系统主要包含：聚光集热子系统、热传输子系统、储热子系统、热机发电子系统及辅助能源子系统[16]，其原理图如图1.4所示，实物图如图1.5。ii J ‘图1.4槽式太阳能热发电系统原理图大面积槽式抛物面聚光吸热器通过串、并联的方式排列在一起，反射聚焦太阳能福射，加热处于焦线处的线形吸热器内的工质，受热后工质继而在换热子系统中产生高压、过热蒸汽，并带动通常的汽轮机发电。槽式太阳能热发电系统采用线聚焦方式，聚光吸热器可同步跟踪太阳能，故控制代价低，且槽式太阳能热3

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【参考文献】