【摘要】：伴隨著世界能源加快向低碳、綠色、清潔化轉(zhuǎn)型,太陽能作為可再生能源,因具有分布廣泛、儲(chǔ)量巨大等特點(diǎn),已得到世界各國(guó)的高度重視。鹽梯度太陽池作為是一種能夠長(zhǎng)時(shí)間、大規(guī)模儲(chǔ)存太陽能的裝置,其構(gòu)造簡(jiǎn)單、清潔環(huán)保,具有廣闊的發(fā)展前景。因此對(duì)鹽梯度太陽池的研究已成為太陽能新型利用方面的熱點(diǎn)研究課題之一。本文以鹽梯度太陽池為研究對(duì)象,基于計(jì)算流體力學(xué)(CFD)的基本理論,開展太陽池的CFD數(shù)值模擬研究。在考慮熱鹽雙擴(kuò)散的情況下,基于已有的太陽池實(shí)驗(yàn)系統(tǒng),建立了太陽輻射模型、熱損失模型、穩(wěn)定性模型,形成了大渦模擬的梯形太陽池二維數(shù)學(xué)模型,進(jìn)而對(duì)增強(qiáng)型太陽池進(jìn)行了二維數(shù)值模擬研究。以Fluent 17.2為計(jì)算平臺(tái),分別采用雷諾平均(RANS)和大渦模擬(LES)兩種湍流模型,模擬了梯形太陽池的運(yùn)行過程,從太陽池的中心溫度、速度場(chǎng)分布等多角度對(duì)比研究了兩種湍流模型的差異,確定了適合于太陽池微湍流現(xiàn)象數(shù)值模擬的湍流模型,即LES模型;在此基礎(chǔ)上基于大渦模擬模型,深入分析了梯形太陽池內(nèi)的溫度場(chǎng)、速度場(chǎng)、渦量場(chǎng)以及鹽度特性。結(jié)果表明:隨著時(shí)間推移,太陽池整體溫度逐漸升高,高溫區(qū)由UCZ轉(zhuǎn)移至LCZ;在同一水平高度上,溫度呈中間高、兩側(cè)低分布,最大溫差出現(xiàn)在NCZ下部;速度場(chǎng)主要分布在LCZ,呈現(xiàn)出明顯的渦旋結(jié)構(gòu),渦旋在太陽池運(yùn)行過程中發(fā)生合并與拆分;渦量場(chǎng)主要分布在LCZ,高渦量區(qū)對(duì)應(yīng)速度梯度較大的區(qū)域;鹽濃度與池水密度變化趨勢(shì)相同,受鹽擴(kuò)散影響上下交界面處的鹽濃度呈明顯下降趨勢(shì)。為了提高太陽池的供熱溫度,本文提出在池表面鋪設(shè)透明薄膜和結(jié)合太陽能集熱器輔助集熱的兩種方法,并基于大渦模擬方法,分別建立了薄膜模型和輔助集熱模型,并通過Fluent中的UDF將其引入到太陽池模型,構(gòu)建了增強(qiáng)型太陽池?cái)?shù)學(xué)模型,基于模擬結(jié)果分析了兩種強(qiáng)化方式對(duì)太陽池?zé)嵝阅艿挠绊憽＝Y(jié)果表明:增設(shè)塑料薄膜以后,太陽池表面熱損失減少,LCZ溫度升高,在溫度下降區(qū)間,薄膜太陽池的溫度下降速率略低于無膜太陽池;太陽池與輔助集熱器并聯(lián)后,各層溫度的整體分布趨勢(shì)并沒有受到明顯影響,輔助集熱太陽池溫度整體高于無集熱器的太陽池。太陽池技術(shù)研究的主要目的是為了將太陽池作為低溫?zé)嵩磻?yīng)用到實(shí)際生產(chǎn)生活中去。本文通過算例進(jìn)行了以太陽池為熱源的海產(chǎn)品越冬養(yǎng)殖的經(jīng)濟(jì)性分析,討論了太陽池為冬季海水養(yǎng)殖供熱的優(yōu)勢(shì)所在,旨在為太陽池的實(shí)際應(yīng)用提供有益借鑒。
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TK513.5

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2 姜霖松;劉宏升;吳丹;孫文策;;梯形鹽梯度太陽池的數(shù)值模擬研究[A];高等學(xué)校工程熱物理第二十屆全國(guó)學(xué)術(shù)會(huì)議論文集——工程熱力學(xué)專輯[C];2014年

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6 ;新能源讓生活更美好[N];中國(guó)氣象報(bào);2010年

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本文編號(hào)：2609035