文章基于SolidWorks軟件建立了圓柱孔簇腔式吸熱器的物理、光學(xué)模型,然后利用Optisworks軟件對該吸熱器內(nèi)壁的能流分布情況進(jìn)行仿真,最后根據(jù)模擬結(jié)果研究了圓柱孔簇的結(jié)構(gòu)參數(shù)對該吸熱器的光學(xué)效率及其內(nèi)壁能流分布情況的影響。分析結(jié)果表明:圓柱孔長度是吸熱器內(nèi)壁能流峰值的主要決定因素,圓柱孔長度對吸熱器的光學(xué)效率無顯著影響;吸熱器內(nèi)壁能流隨著圓柱孔間距的增大而逐漸減小;吸熱器中心圓柱孔內(nèi)壁能流隨著圓柱孔半徑的增大而增大,吸熱器第二層圓柱孔內(nèi)壁能流隨著圓柱孔半徑的增大而減小;吸熱器的光學(xué)效率隨著圓柱孔間距的增大而減小,隨著圓柱孔半徑的增大而增大。 

【文章來源】：可再生能源. 2018,36(11)北大核心

【文章頁數(shù)】：7 頁

【部分圖文】：

圓柱孔簇腔式吸熱器結(jié)構(gòu)示意圖

行熱交換，被加熱的空氣最終由空氣出口排出。本文實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的聚光器為拋物碟式太陽能聚光器，根據(jù)文獻(xiàn)[9]中碟式斯特林熱發(fā)電系統(tǒng)中拋物碟式太陽能聚光器的相關(guān)參數(shù)，設(shè)定本文拋物碟式太陽能聚光器的開口半徑R為8.85m、焦距f為9.49m。在理想條件下拋物碟式太陽能聚光器焦斑的直徑約為0.16m，考慮到光線跟蹤誤差及鏡面誤差，設(shè)置圓柱孔簇腔式吸熱器的開口直徑D為0.22m，這樣可以避免焦斑脫靶現(xiàn)象的發(fā)生。此外，設(shè)置風(fēng)裙的錐角為45°、垂直高度為0.09m、表面反射率為0.9。圓柱孔簇腔式吸熱器內(nèi)圓柱孔的分布示意圖如圖2所示。由圖2可知，多孔介質(zhì)內(nèi)沿著徑向布置了多層圓柱孔，各圓柱孔的高度h和半徑d均相同。令第i層圓柱孔（以多孔介質(zhì)中心為起點(diǎn)，沿著徑向的第i層圓柱孔）的個(gè)數(shù)為Ni，相鄰兩層圓柱孔邊緣之間的距離ds均相等（統(tǒng)稱為圓柱孔間距），最外層圓柱孔外邊緣與多孔介質(zhì)邊緣之間的距離（安全距離）為0.5d，第i層圓柱孔分布圓的半徑為ri，第i層圓柱孔的分布圓上兩個(gè)相鄰圓柱孔圓心之間的中心角為θi。此外，為了研究各層圓柱孔內(nèi)壁的能流分布情況，本文在點(diǎn)C111，C112，C211，C212，C241及C242的豎直方向上布置了多個(gè)測點(diǎn)。其中，C111和C112均位于第一層圓柱孔（中心圓柱孔）上，C211，C212，C241及C242均位于第二層圓柱孔上。圖1圓柱孔簇腔式吸熱器結(jié)構(gòu)示意圖Fig.1Structurediagramofcylindricalclustercavityreceiver空氣出口金屬殼體多孔介質(zhì)保溫材料空氣入口石英窗風(fēng)裙空氣入口圖2圓柱孔簇腔式吸熱器內(nèi)圓柱孔的分布示意圖Fig.2Cylindricalholedistributiondiagramofcylindricalclustercavityreceiver（a）吸熱器主視圖（b）吸熱器俯視?

內(nèi)的多孔介質(zhì)進(jìn)行熱交換，被加熱的空氣最終由空氣出口排出。本文實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的聚光器為拋物碟式太陽能聚光器，根據(jù)文獻(xiàn)[9]中碟式斯特林熱發(fā)電系統(tǒng)中拋物碟式太陽能聚光器的相關(guān)參數(shù)，設(shè)定本文拋物碟式太陽能聚光器的開口半徑R為8.85m、焦距f為9.49m。在理想條件下拋物碟式太陽能聚光器焦斑的直徑約為0.16m，考慮到光線跟蹤誤差及鏡面誤差，設(shè)置圓柱孔簇腔式吸熱器的開口直徑D為0.22m，這樣可以避免焦斑脫靶現(xiàn)象的發(fā)生。此外，設(shè)置風(fēng)裙的錐角為45°、垂直高度為0.09m、表面反射率為0.9。圓柱孔簇腔式吸熱器內(nèi)圓柱孔的分布示意圖如圖2所示。由圖2可知，多孔介質(zhì)內(nèi)沿著徑向布置了多層圓柱孔，各圓柱孔的高度h和半徑d均相同。令第i層圓柱孔（以多孔介質(zhì)中心為起點(diǎn)，沿著徑向的第i層圓柱孔）的個(gè)數(shù)為Ni，相鄰兩層圓柱孔邊緣之間的距離ds均相等（統(tǒng)稱為圓柱孔間距），最外層圓柱孔外邊緣與多孔介質(zhì)邊緣之間的距離（安全距離）為0.5d，第i層圓柱孔分布圓的半徑為ri，第i層圓柱孔的分布圓上兩個(gè)相鄰圓柱孔圓心之間的中心角為θi。此外，為了研究各層圓柱孔內(nèi)壁的能流分布情況，本文在點(diǎn)C111，C112，C211，C212，C241及C242的豎直方向上布置了多個(gè)測點(diǎn)。其中，C111和C112均位于第一層圓柱孔（中心圓柱孔）上，C211，C212，C241及C242均位于第二層圓柱孔上。圖1圓柱孔簇腔式吸熱器結(jié)構(gòu)示意圖Fig.1Structurediagramofcylindricalclustercavityreceiver空氣出口金屬殼體多孔介質(zhì)保溫材料空氣入口石英窗風(fēng)裙空氣入口圖2圓柱孔簇腔式吸熱器內(nèi)圓柱孔的分布示意圖Fig.2Cylindricalholedistributiondiagramofcylindricalclustercavityreceiver（a）吸熱器主視圖（

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]對稱型太陽能聚光集熱系統(tǒng)吸熱器能流分布的運(yùn)動(dòng)累加計(jì)算方法[J]. 顏健,彭佑多,程自然,余佳煥.  光學(xué)學(xué)報(bào). 2016(05)
[2]球形腔式太陽能吸熱器性能的數(shù)值研究[J]. 毛青松,龍新峰.  可再生能源. 2012(05)
[3]太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)中腔式吸熱器的光學(xué)性能[J]. 毛青松,龍新峰.  可再生能源. 2012(03)



本文編號：3267922