近年來,隨著化石能源的大量使用,一方面,化石能源的不可再生性造成了大眾對能源枯竭的擔憂;一方面,溫室氣體的排放對環(huán)境的破壞加劇。太陽能成為了未來能源的清潔可再生替代品,對太陽能發(fā)電技術(shù)的研究慢慢愈來愈獲得各個國家的重視,作為太陽能發(fā)電最重要的技術(shù),選用一種高效的能源載體來實現(xiàn)對太陽能的轉(zhuǎn)化可以極大提高發(fā)電技術(shù),超臨界CO₂以其極佳的換熱能力和較高的布雷頓循環(huán)效率獲得了研究者的關(guān)注。本文基于此背景對超臨界CO₂在太陽能吸熱器吸熱管中的傳熱機理進行模擬研究。通過NIST物性數(shù)據(jù)庫與Fluent接口指令,設(shè)置超臨界CO₂的物性,設(shè)計單管物理模型和管排式吸熱器物理模型,進行網(wǎng)格無關(guān)性驗證。由雷諾數(shù)確定出單管對流換熱處湍流態(tài),選用標準k-ε、RNG k-ε、SST k-ε以及3種Low-Re k-ε等湍流模型模擬,與文獻的實驗數(shù)據(jù)對比,獲得適用課題工況的湍流模型。通過單管模擬對入口效應(yīng)的影響進行分析,分析浮升力效應(yīng)和流動加速效應(yīng)產(chǎn)生原因,引入浮升力因子Bo數(shù)和理查森Ri數(shù)判斷浮升力對對流換熱的影響程度大小,引入無量綱K_v...

【文章頁數(shù)】：80 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題來源及研究的背景和意義
        1.1.1 課題來源
        1.1.2 課題研究的背景和意義
    1.2 CSP系統(tǒng)傳熱流體應(yīng)用現(xiàn)狀
    1.3 超臨界CO₂傳熱流體研究現(xiàn)狀
    1.4 本文主要研究內(nèi)容
第2章 超臨界CO₂對流傳熱數(shù)值模型
    2.1 引言
    2.2 數(shù)值模型介紹
        2.2.1 單管物理模型
        2.2.2 多管物理模型
        2.2.3 湍流模型
        2.2.4 數(shù)據(jù)處理方法
    2.3 網(wǎng)格無關(guān)性驗證
        2.3.1 單管模型設(shè)置
        2.3.2 單管網(wǎng)格無關(guān)性驗證
        2.3.3 管排式吸熱器模型設(shè)置
        2.3.4 管排式吸熱器網(wǎng)格無關(guān)性驗證
    2.4 模型驗證
    2.5 本章小結(jié)
第3章 超臨界CO₂單管傳熱流動分析
    3.1 引言
    3.2 超臨界CO₂物性參數(shù)
    3.3 超臨界CO₂單管模擬云圖分析
    3.4 入口效應(yīng)對傳熱影響
    3.5 浮升力判據(jù)及其影響分析
    3.6 流動加速因子對換熱影響
    3.7 本章小結(jié)
第4章 超臨界CO₂對流換熱影響因素分析
    4.1 引言
    4.2 吸熱管對流換熱影響因素
        4.2.1 入口溫度對傳熱影響
        4.2.2 系統(tǒng)壓力對換熱影響
        4.2.3 入口流量對換熱影響
        4.2.4 熱流密度對換熱影響
        4.2.5 不同管徑對換熱影響
    4.3 傳熱關(guān)聯(lián)式介紹
    4.4 傳熱關(guān)聯(lián)式擬合
    4.5 本章小結(jié)
第5章 管排式吸熱器數(shù)值模擬
    5.1 引言
    5.2 管排式吸熱器模型設(shè)置
    5.3 半壁面均勻熱流下入口流量對吸熱器性能影響
        5.3.1 不同入口流量下吸熱器流動特性
        5.3.2 不同入口流量下吸熱器傳熱特性
    5.4 非均勻熱流對吸熱器性能影響
        5.4.1 不均勻熱流密度近似方法
        5.4.2 吸熱器熱平衡計算
        5.4.3 非均勻熱流密度下吸熱器的對流換熱分析
    5.5 入口方式對吸熱器性能影響
        5.5.1 模型設(shè)置說明
        5.5.2 側(cè)邊入口式吸熱器的流動特性
        5.5.3 側(cè)邊入口式吸熱器的傳熱特性
    5.6 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻
致謝



本文編號：3952204