【摘要】：納米流體與太陽能熱發(fā)電是當(dāng)前研究的熱點(diǎn)之一,本文將太陽能槽式集熱器與熱管技術(shù)結(jié)合,以水和納米流體做為換熱工質(zhì),設(shè)計(jì)、搭建了以納米流體為工質(zhì)的自然循環(huán)太陽能集熱系統(tǒng)。系統(tǒng)設(shè)計(jì)功率為50KW,采用熱管技術(shù)產(chǎn)生0.5-0.8MPa的飽和蒸汽。 為了獲得穩(wěn)定、高效的換熱工質(zhì),對納米流體的穩(wěn)定性和換熱特性進(jìn)行了研究。本文采用布朗動(dòng)力學(xué)模擬的方法,對影響穩(wěn)定性的因素進(jìn)行了分析,模擬考慮了顆粒的聚合和沉淀之間相互作用對穩(wěn)定性的影響,著重分析了納米顆粒直徑、顆粒體積分?jǐn)?shù)、zeta電位對穩(wěn)定性的影響,利用顆粒體積分?jǐn)?shù)空間分布的脈動(dòng)強(qiáng)度和脈動(dòng)平整度表征了顆粒群的分布和顆粒聚合的程度,定量評價(jià)了顆粒的聚合效應(yīng)。 納米流體自然對流換熱特性的研究分別采混合模型和歐拉-拉格朗日方法,模擬采用不可壓縮的Navier-Stokes方程進(jìn)行求解,納米顆粒受力主要考慮阻力、重力、布朗力、熱泳力等在微觀尺度及實(shí)驗(yàn)中證實(shí)起主要作用的力,采用拉格朗日方法跟蹤實(shí)際顆粒的運(yùn)動(dòng)軌跡,采用雙向耦合方面考慮了納米顆粒與流體之間動(dòng)量耦合以及能量的耦合,做到了微觀層次上反映納米顆粒與流體之間的相互作用。 在廊坊中科院實(shí)驗(yàn)基地建立了自然循環(huán)太陽能集熱系統(tǒng),系統(tǒng)采用槽式線聚焦,東西方向單軸跟蹤,鏡面采用FLABEG反射鏡面,集熱器為自主設(shè)計(jì)的同軸套管式集熱管,利用熱管技術(shù)將熱量傳輸給蒸發(fā)器,通過控制蒸發(fā)器壓力,得到符合規(guī)定參數(shù)的蒸汽。對太陽能集熱系統(tǒng)的啟動(dòng)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究和理論分析,通過實(shí)驗(yàn),系統(tǒng)可以穩(wěn)定產(chǎn)生蒸汽,在0.5MPa時(shí)以水為換熱工質(zhì),測得系統(tǒng)效率為35.04%。對于納米流體應(yīng)用于太陽能集熱系統(tǒng)進(jìn)行了初步研究,實(shí)測得可以強(qiáng)化換熱7%。對影響太陽能集熱系統(tǒng)效率的影響因素進(jìn)行了分析,在本系統(tǒng)中,影響系統(tǒng)效率最大的是由于太陽入射角及集熱器邊緣損失及系統(tǒng)回路的散熱損失。
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2011
【分類號】：TK513

【引證文獻(xiàn)】

相關(guān)博士學(xué)位論文 前1條

1 張良;自然循環(huán)槽式太陽能中高溫集熱系統(tǒng)中流動(dòng)傳熱特性及強(qiáng)化傳熱機(jī)理研究[D];浙江大學(xué);2013年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前1條

1 陳歡;自然循環(huán)太陽能蒸汽發(fā)生系統(tǒng)傳熱特性實(shí)驗(yàn)研究[D];浙江大學(xué);2013年

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本文編號：2677208