本文關(guān)鍵詞：1kW碟式太陽(yáng)能斯特林發(fā)電裝置集熱系統(tǒng)研究

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【摘要】：目前,槽式、塔式和碟式太陽(yáng)能熱發(fā)電系統(tǒng)已經(jīng)廣泛的應(yīng)用于商業(yè)發(fā)電。首先對(duì)三種發(fā)電系統(tǒng)的技術(shù)特點(diǎn)與難題、適用范圍做了比較分析,之后著重介紹了碟式太陽(yáng)能熱發(fā)電系統(tǒng)發(fā)展前景。自主研制了一套1kW的β型碟式太陽(yáng)能斯特林發(fā)電裝置,并對(duì)其進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)室環(huán)境下的測(cè)試與分析,之后,為其設(shè)計(jì)了能夠提供相匹配熱功率的碟式太陽(yáng)能集熱系統(tǒng)(聚光器和改進(jìn)腔式吸熱器),并著重對(duì)改進(jìn)腔式吸熱器的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)與性能分析。相對(duì)于現(xiàn)有的腔體式吸熱器,設(shè)計(jì)了一種同時(shí)安裝有石英玻璃窗和一個(gè)二級(jí)反射器改進(jìn)型腔體式吸熱器,目的是提高聚光效率并降低輻射和對(duì)流熱損失。建立了碟式聚光系統(tǒng)物理模型與數(shù)學(xué)模型,并對(duì)碟式集熱系統(tǒng)的光學(xué)效率和改進(jìn)腔式吸熱器的熱力學(xué)性能進(jìn)行了仿真計(jì)算。采用蒙特卡洛光線追蹤法,并結(jié)合碟式聚光系統(tǒng)的光學(xué)特性,對(duì)集熱系統(tǒng)的光學(xué)仿真計(jì)算結(jié)果顯示,進(jìn)入吸熱器腔內(nèi)的總光輻射能為5003W,該集熱系統(tǒng)的光學(xué)效率為70.8%,且改進(jìn)腔式吸熱器內(nèi)部的熱流密度分布較為均勻。建立了改進(jìn)腔式吸熱器以及其它三種類似結(jié)構(gòu)的腔體式吸熱器物理模型,運(yùn)用熱力學(xué)仿真軟件對(duì)它們進(jìn)行了熱力學(xué)性能仿真計(jì)算,計(jì)算結(jié)果表明,改進(jìn)腔式吸熱器的總熱損失相較于結(jié)構(gòu)最為簡(jiǎn)單的腔式吸熱器降低了56.8%,并通過(guò)與已有的腔體式吸熱器模型進(jìn)行比較分析,驗(yàn)證了設(shè)計(jì)的改進(jìn)腔式吸熱器具有較好的熱性能。之后對(duì)改進(jìn)腔式吸熱器的熱損失隨其影響因子(吸熱器朝向,內(nèi)表面溫度與發(fā)射率)的變化情況進(jìn)行了深入研究。研制的太陽(yáng)能斯特林發(fā)電裝置以及對(duì)集熱系統(tǒng)的研究,對(duì)碟式太陽(yáng)能發(fā)電技術(shù)的發(fā)展具有進(jìn)步意義。
【學(xué)位授予單位】：華中科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TM615

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