菲涅爾高倍聚光PV/T系統(tǒng)可提高電池表面的能流密度,獲得更高的光電轉(zhuǎn)化效率、降低光伏發(fā)電成本,但同時(shí)會產(chǎn)生電池溫度過高,并形成長久持續(xù)的熱應(yīng)力,造成電池的失效或損壞,因此本文提出應(yīng)用螺旋式微通道散熱器冷卻砷化鎵（GaAs）電池,并采用高導(dǎo)熱性能的納米流體作為冷卻工質(zhì),分析其對換熱、流動(dòng)及系統(tǒng)性能的影響。主要研究內(nèi)容包括:通過兩步法制備SiO2納米流體,并對其粒徑分布、Zeta電位和導(dǎo)熱系數(shù)進(jìn)行試驗(yàn)測量,分析納米流體提高導(dǎo)熱性能的影響因素及變化規(guī)律,結(jié)果表明,隨著質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增大、溫度的升高,SiO2納米流體導(dǎo)熱系數(shù)逐漸變大;試驗(yàn)所制備的SiO2納米流體放置12天后,質(zhì)量分?jǐn)?shù)在1%³%的流體團(tuán)聚現(xiàn)象較少,導(dǎo)熱系數(shù)的降低幅度小,其懸浮穩(wěn)定性更好;通過高壓微射流的納米流體導(dǎo)熱性能較超聲波粉碎高�；诩{米流體螺旋式微通道冷卻GaAs電池的物理模型,本文通過Ansys軟件模擬不同粒徑、不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)、不同流動(dòng)狀態(tài)的納米流體冷卻過程,從場協(xié)同理論引入表征流場與溫度場協(xié)同程度的場協(xié)同角,分析納米流體強(qiáng)化換熱的規(guī)律,分析結(jié)果表明,在滿足冷卻要求的前提下,雷諾數(shù)較小時(shí)的流場與溫度場的協(xié)... 

【文章來源】：內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)內(nèi)蒙古自治區(qū)

【文章頁數(shù)】：75 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 研究背景與意義
    1.2 聚光光伏冷卻系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀
        1.2.1 被動(dòng)式冷卻
        1.2.2 主動(dòng)式冷卻
        1.2.3 新型冷卻技術(shù)
    1.3 微通道散熱器冷卻性能的研究
    1.4 納米流體冷卻電池芯片的研究
        1.4.1 納米流體的基礎(chǔ)物性
        1.4.2 納米流體應(yīng)用于光伏發(fā)電系統(tǒng)
    1.5 本文研究內(nèi)容及意義
第二章 納米流體的穩(wěn)定性與導(dǎo)熱性能
    2.1 引言
    2.2 納米流體的制備及穩(wěn)定性
        2.2.1 納米流體的制備方法
        2.2.2 納米流體的穩(wěn)定性
        2.2.3 試驗(yàn)儀器與設(shè)備
    2.3 制備材料與流程
        2.3.1 納米流體的制備
        2.3.2 納米流體的穩(wěn)定性
        2.3.3 納米流體的導(dǎo)熱性能
        2.3.4 制備工藝對比
    2.4 本章小結(jié)
第三章 納米流體微通道冷卻場協(xié)同理論分析
    3.1 引言
    3.2 三維換熱模型
        3.2.1 幾何結(jié)構(gòu)
        3.2.2 邊界條件和材料屬性
        3.2.3 控制方程的求解模型
        3.2.4 納米流體的計(jì)算模型
        3.2.5 數(shù)值計(jì)算方法
    3.3 基本理論
        3.3.1 場協(xié)同理論概述
        3.3.2 物理機(jī)制
        3.3.3 對流換熱中的應(yīng)用
        3.3.4 場協(xié)同理論數(shù)值驗(yàn)證
        3.3.5 流動(dòng)和傳熱的數(shù)學(xué)模型
    3.4 模擬結(jié)果與分析
        3.4.1 理論驗(yàn)證
        3.4.2 粒徑影響
        3.4.3 雷諾數(shù)影響
        3.4.4 顆粒種類影響
    3.5 本章小結(jié)
第四章 納米流體微通道冷卻傳熱性能研究
    4.1 引言
    4.2 邊界條件
    4.3 模擬結(jié)果與分析
        4.3.1 表面能流密度影響
        4.3.2 納米流體質(zhì)量分?jǐn)?shù)影響
        4.3.3 納米流體粘度影響
    4.4 本章小結(jié)
第五章 菲涅爾高倍聚光PV/T系統(tǒng)性能分析
    5.1 引言
    5.2 評價(jià)指標(biāo)
    5.3 系統(tǒng)性能分析
        5.3.1 質(zhì)量分?jǐn)?shù)對系統(tǒng)性能的影響
        5.3.2 雷諾數(shù)對系統(tǒng)性能的影響
    5.4 菲涅爾高倍聚光PV/T試驗(yàn)裝置
        5.4.1 系統(tǒng)簡介
        5.4.2 試驗(yàn)方法
        5.4.3 試驗(yàn)結(jié)果與分析
    5.5 本章小結(jié)
結(jié)論與展望
    結(jié)論
    展望
參考文獻(xiàn)
致謝
在讀期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文與取得的其他研究成果


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]Cu-H2O納米流體平板太陽集熱器集熱性能研究[J]. 鄭兆志,何欽波,殷少有.  太陽能學(xué)報(bào). 2015(03)
[2]CuO-H2O納米流體強(qiáng)化換熱的數(shù)值模擬[J]. 孫超杰,孫保民,鐘亞峰,姜家宗.  熱能動(dòng)力工程. 2015(02)
[3]SiO2納米流體在太陽能集熱管中的傳熱特性[J]. 趙聰穎,閆素英,田瑞,史志國,仲偉浩.  農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào). 2014(20)
[4]復(fù)雜結(jié)構(gòu)微通道熱沉液體強(qiáng)化傳熱過程的熱力學(xué)分析[J]. 翟玉玲,夏國棟,劉獻(xiàn)飛,李藝凡.  化工學(xué)報(bào). 2014(09)
[5]非均勻熱流邊界條件下螺旋管內(nèi)流動(dòng)傳熱的場協(xié)同分析[J]. 崔文智,尹飛.  化工學(xué)報(bào). 2014(S1)
[6]納米流體研究進(jìn)展[J]. 李云翔,解國珍,安龍,田澤輝.  制冷技術(shù). 2013(04)
[7]納米流體太陽能電熱聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)性能研究[J]. 駱仲泱,魏葳,王誠,肖剛,胡倩,倪明江.  能源工程. 2013(06)
[8]歧管式微通道熱沉在聚光電池冷卻中的應(yīng)用研究[J]. 巨星,李鑫,張喜良,徐立.  中國電機(jī)工程學(xué)報(bào). 2013(32)
[9]三結(jié)砷化鎵光伏電池電學(xué)特性的理論和實(shí)驗(yàn)分析[J]. 王子龍,張華,劉業(yè)風(fēng),吳銀龍,顏慧磊,張聰.  中國電機(jī)工程學(xué)報(bào). 2013(27)
[10]直接吸收式太陽能集熱納米流體輻射特性實(shí)驗(yàn)研究[J]. 何欽波,汪雙鳳,曾社銓,鄭兆志.  制冷學(xué)報(bào). 2014(01)

碩士論文
[1]離子液體基納米流體的輻射特性和光熱轉(zhuǎn)換性能研究[D]. 張龍.華南理工大學(xué) 2015
[2]微散熱器流體通道結(jié)構(gòu)參數(shù)對工質(zhì)流動(dòng)及傳熱特性影響的研究[D]. 王從權(quán).中南大學(xué) 2012
[3]基于納米流體的直接吸收式太陽能集熱系統(tǒng)性能研究[D]. 穆麗娟.上海電力學(xué)院 2011
[4]低倍率聚光光伏系統(tǒng)的性能研究[D]. 徐章祿.浙江大學(xué) 2011
[5]納米流體導(dǎo)熱及輻射特性研究[D]. 王輝.浙江大學(xué) 2010
[6]納米流體對太陽能輻射選擇吸收特性的研究[D]. 蔡潔聰.浙江大學(xué) 2008
[7]通道內(nèi)對流換熱場協(xié)同強(qiáng)化數(shù)值模擬研究[D]. 趙麗華.北京工業(yè)大學(xué) 2005



本文編號：3371290