【摘要】：太陽能熱發(fā)電主要由聚光系統(tǒng),集熱系統(tǒng),儲熱系統(tǒng),發(fā)電系統(tǒng)等四大部分組成,聚光系統(tǒng)主要難點(diǎn)是反射鏡的跟蹤精度以及光線反射過程中的光路損失,而集熱管性能的優(yōu)劣是太陽能熱發(fā)電最重要的環(huán)節(jié),大家知道太陽總是時(shí)刻變化的,因此這導(dǎo)致了熱流密度作用在集熱管上的不均勻性,在不均勻高熱流作用下,集熱管會發(fā)生彎曲變形,使集熱管壽命減小,因此本文將重點(diǎn)對集熱管性能進(jìn)行研究,我們將從以下方面進(jìn)行集熱管性能的優(yōu)化分析,第一:集熱管的壁厚,材質(zhì)導(dǎo)熱性影響著與管內(nèi)介質(zhì)直接的對流傳熱,第二:由于熱流密度的不均勻,長時(shí)間的使用會引起集熱管的彎曲變形進(jìn)而縮短集熱管的使用壽命,嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)l(fā)生爆炸影響整個(gè)電站工作人員的生命,是高成本電站所難以承受的。本文選取以水為流體介質(zhì)的高熱流太陽能集熱管作為參考對象,使用Ansys fluent軟件對高熱流密度下的集熱管進(jìn)行傳熱性能、熱應(yīng)力及變形的數(shù)值模擬,通過對模擬數(shù)值的分析得出如何減小集熱管等效應(yīng)力與變形量的理論解決方法。本文主要研究內(nèi)容包括:首先將水在不同高溫下的變化過程分為過冷區(qū)、兩相區(qū)、過熱區(qū)。然后對三個(gè)不同的區(qū)域建立不同的的物理模型、數(shù)學(xué)模型。再通過模擬不同流體的流速、不同的熱流密度以及不同的熱流作用位置來分析集熱管沿軸向、周向、徑向的等效應(yīng)力與變形量的曲線示意圖。對于復(fù)雜的兩相區(qū),還需要分析干度,管壁厚度對集熱管沿周向、軸向、徑向的等效應(yīng)力和變形量的曲線模擬圖。再通過不同的集熱管材料來分析不同方向的等效應(yīng)力與變形量的曲線模擬圖,最后綜合上述分析來總結(jié)出最優(yōu)的集熱管的參數(shù)。本文通過對集熱管在不同的熱流密度、不同的流速、不同的熱流密度的作用位置、不同換熱系數(shù)、不同的管壁厚度、不同的集熱管材質(zhì)等情況下的熱應(yīng)力及變形情況分析,為太陽能集熱管的優(yōu)化設(shè)計(jì)提供了一定的參考基礎(chǔ)。
【圖文】：

鋪設(shè)的管道較長，熱損失也相對較高，，對管道的絕熱層的要求較高。圖1.1 塔式太陽能熱發(fā)電 圖1.2 槽式太陽能熱發(fā)電圖1.3 碟式太陽能發(fā)電 圖1.4 線性菲涅爾太陽能發(fā)電（3）碟式太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)圖1.3為碟式太陽能熱發(fā)電，碟式太陽能發(fā)電是一種最早的發(fā)電裝置，字面意思理解為其反射鏡是碟型的設(shè)計(jì)，碟形鏡中間設(shè)有一吸熱裝置，其優(yōu)點(diǎn)為占地面積小，受

鋪設(shè)的管道較長，熱損失也相對較高，對管道的絕熱層的要求較高。圖1.1 塔式太陽能熱發(fā)電 圖1.2 槽式太陽能熱發(fā)電圖1.3 碟式太陽能發(fā)電 圖1.4 線性菲涅爾太陽能發(fā)電（3）碟式太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)圖1.3為碟式太陽能熱發(fā)電，碟式太陽能發(fā)電是一種最早的發(fā)電裝置，字面意思理解為其反射鏡是碟型的設(shè)計(jì)，碟形鏡中間設(shè)有一吸熱裝置，其優(yōu)點(diǎn)為占地面積小，受
【學(xué)位授予單位】：蘭州交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TM615;TK513.1

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