太阳池热盐双扩散特性的数值研究

发布时间：2022-12-18 03:01

　　太阳池是一个典型的双扩散系统,包括传热和传质过程。目前太阳池传热模型已经比较成熟,可为太阳池的传热问题提供理论依据。由于传质过程会对太阳池的盐梯度造成破坏,近几年来对传质模型的研究也越来越受到重视。但是一直以来学者们都将传热和传质作为两个独立的过程处理,使得模拟结果和实际运行情况偏差较大。 本文将热扩散与盐扩散耦合,建立了太阳池的热盐双扩散模型,同时计算太阳池的动态传热和传质过程,考虑两种扩散的综合影响,更符合太阳池的实际运行情况。传热模型当中采用逐日平均太阳能辐射能模型,采用能够较好地计算具有浊度盐水的透光性能,尤其是能够处理非均匀浊度分布的情况的W.S.辐射透射率模型。在传质模型当中,同时考虑了由盐浓度梯度引起的分子扩散和由温度梯度引起的Soret效应。模拟结果与实验值对比吻合较好。通过模拟太阳池的温度、密度和质量通量分布,总结得到对太阳池的盐梯度进行控制的主要方法应为在温度高的时期重点在NCZ的中下部以及LCZ补充损失的盐,质量通量的计算值可用于指导补盐或冲刷表面的速率。 利用所建热盐双扩散模型模拟了提热和池底热损对太阳池热盐扩散性能的影响。发现变速率提热相比恒定... 

【文章页数】：69 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 太阳池技术概述
    1.2 太阳池的应用领域
    1.3 国外太阳池的理论研究进展
        1.3.1 太阳池的解析计算(六、七十年代)
        1.3.2 太阳池的传热解析计算和数值计算(八、九十年代)
        1.3.3 太阳池的热盐双扩散数值计算(2000年以后)
    1.4 我国太阳池的研究进展
    1.5 本课题的研究内容和特色
        1.5.1 研究内容
        1.5.2 本课题的特色
2 太阳池的热盐双扩散模型
    2.1 数值传热学相关理论基础
        2.1.1 方程的离散化方法
        2.1.2 方程组求解方法
    2.2 热盐双扩散模型建立基础
        2.2.1 传热模型
        2.2.2 传质模型
        2.2.3 稳定性条件
    2.3 太阳池热盐双扩散模型模拟计算过程
        2.3.1 太阳池表面太阳入射能的近似表达式
        2.3.2 太阳池各层对太阳辐射能的吸收
        2.3.3 太阳池内各层的物理特性
        2.3.4 初始条件和边界条件的选取
    2.4 本章小结
3 太阳池的热盐性能分析
    3.1 模拟结果对比
    3.2 太阳池内的热盐双扩散特性
        3.2.1 太阳池内的温度分布
        3.2.2 太阳池内的密度分布
        3.2.3 太阳池内的质量通量分布
    3.3 提热对太阳池热盐性能的影响
        3.3.1 提热对LCZ温度的影响
        3.3.2 提热对NCZ温度和密度的影响
        3.3.3 提热对NCZ质量通量的影响
        3.3.4 提热对太阳池吸收热量的影响
    3.4 热损对太阳池热盐性能的影响
        3.4.1 热损对NCZ温度和密度的影响
        3.4.2 热损对NCZ质量通量的影响
        3.4.3 对太阳池底热损的合理控制
    3.5 本章小结
4 NCZ提热的初步探究
    4.1 提热方式简介
    4.2 NCZ提热的数学模型
    4.3 NCZ提热的热性能分析
    4.4 NCZ提热的盐扩散性能分析
    4.5 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表学术论文情况
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]浊度和池底反射率对太阳池热性能的影响[J]. 葛少成,孙文策,解茂昭.  太阳能学报. 2005(05)
[2]太阳池非对流层最佳厚度及最大效率数值模拟[J]. 葛少成,孙文策,解茂昭.  工程热物理学报. 2005(03)
[3]海水太阳池二维数学模型[J]. 赵建华,孙文策,解茂昭,杨宏伟.  大连理工大学学报. 2005(01)
[4]芒硝太阳池的研究与应用[J]. 丁成立.  太阳能学报. 2003(04)
[5]盐田太阳池实验研究[J]. 孙文策,周永平,解茂昭,张曦.  大连理工大学学报. 2003(02)
[6]盐水的辐射透射率对太阳池性能的影响[J]. 张曦,孙文策,解茂昭,周永平.  太阳能学报. 2002(06)
[7]稳态圆形斜壁太阳池最大过余温度的研究[J]. 郑宏飞.  广西大学学报(自然科学版). 1999(03)
[8]圆形斜壁氯化镁溶液太阳池的蓄热性能研究[J]. 蒙沛南,郑宏飞,周科.  太阳能学报. 1998(03)
[9]太阳池为水产品越冬养殖供热的研究[J]. 蒙沛南,郑宏飞,钟水库,周科.  广西大学学报(自然科学版). 1997(02)
[10]全饱和型太阳池的热稳定性条件[J]. 李申生.  太阳能学报. 1995(04)



本文编号：3721200