為提高太陽能光熱轉(zhuǎn)換效率,建立同軸非完整型平移拋物面聚光系統(tǒng)。分析雙面受熱平板接收器的能量傳遞及轉(zhuǎn)換過程,采用熱阻網(wǎng)絡(luò)圖的分析方法建立平板接收器的理論計算模型。利用MATLAB 7.0軟件編制程序?qū)崿F(xiàn)了平板接收器的熱性能計算。在結(jié)構(gòu)參數(shù)、環(huán)境參數(shù)和進(jìn)口參數(shù)確定的情況下,當(dāng)吸熱板導(dǎo)熱系數(shù)、厚度和吸熱板表面發(fā)射率變化時,分析溫度、能量及熱性能的變化趨勢。研究表明:導(dǎo)熱系數(shù)和吸熱板厚度達(dá)到一定數(shù)值,繼續(xù)增加對于提高接收器的熱性能基本沒有太大意義;吸熱板表面發(fā)射率對熱性能影響顯著,采用發(fā)射率為0.1的選擇性涂層可實現(xiàn)能量最大轉(zhuǎn)化;環(huán)境溫度在0～30℃變化時,雙面受熱比單面受熱的熱效率提高了8.18%～37.01%。 

【文章來源】：熱能動力工程. 2019,34(10)北大核心CSCD

【文章頁數(shù)】：7 頁

【部分圖文】：

同軸非完整型平移拋物面聚光系統(tǒng)圖(mm)Fig．1Coaxialnon-holonomictranslationalparabolic

餛鰨??瓷涿娼???光聚焦到底面接收器上。這樣太陽光經(jīng)聚光器聚光后，落在接收器上的輻射能量密度得到很大提高。經(jīng)計算該聚光系統(tǒng)的幾何聚光比為3。聚焦中心可能達(dá)到的最高溫度隨聚光比的增大而升高。顯然有利于降低接收器的熱損失。1．2雙面受熱平板接收器的設(shè)計建立了同軸非完整型平移拋物面聚光系統(tǒng)，同時提出了雙面受熱太陽能平板接收器。選擇管板式間接換熱平板太陽能接收器。聚光系統(tǒng)平板接收器的設(shè)計考慮到聚光系統(tǒng)所形成的光帶全部落在接收器下表面，平板接收器的結(jié)構(gòu)及尺寸如圖2所示。平板接收器是尺寸為200mm×60mm×1000mm的長方形腔體，采用普通熱軋薄鋼板作為殼體材料，接收器上表面覆蓋透射率為0．9的單層玻璃，下表面覆蓋透射率為0．9的耐熱性好、透射率高的特種玻璃，4個敷設(shè)巖棉絕熱保溫材料，接收器內(nèi)部采用4根排管組成，排管固定在上下2根集管上［2］。雙面受熱平板太陽能接收器能夠吸收輻射到吸熱板上下表面的太陽能，并將其轉(zhuǎn)化為熱能傳遞給工作介質(zhì)水。垂直入射的太陽能一部分直接輻射到平板接收器的上表面，經(jīng)玻璃上蓋板部分被吸收和反射，絕大部分能量穿過蓋板到達(dá)吸熱板表面;垂直入射的另一部分太陽能經(jīng)聚光器大部分被反射穿過玻璃下蓋板后匯聚于平板接收器下表面。透射到吸熱板上、下表面的輻射能小部分向環(huán)境傳遞損失掉，大部分被吸熱板吸收將輻射能轉(zhuǎn)化為熱能，并傳向接收器內(nèi)部管路，被流經(jīng)管路的工作流體所吸收，將入射的太陽輻射能不斷地以熱能的形式蓄存于水箱，實現(xiàn)了太陽能轉(zhuǎn)化為熱能。圖2平板接收器尺寸圖(mm)Fig．2Flat-receiverdimensions(mm)2雙面受熱平板接收器傳熱模型建立2?

第10期張欣宇，等:雙面受熱太陽能平板接收器熱性能模擬研究圖3平板接收器傳熱過程熱阻網(wǎng)絡(luò)圖Fig．3Thermalresistancenetworkofplatereceiver表1平板接收器結(jié)構(gòu)設(shè)計參數(shù)(m)Tab．1Tabletreceiverstructuraldesignparameters(m)名稱參數(shù)數(shù)值接收器長×寬×高L×S×H1m×0．2m×0．06相鄰兩管中心距離δi，j0．0375m(4根管)排管內(nèi)直徑Di0．01m排管外直徑D00．012m與上蓋板間距δc10．025m與下蓋板間距δc20．025m集管內(nèi)直徑D10．021m集管外直徑D20．022m上下表面吸收太陽輻射量I2000W吸熱板發(fā)射率εp、吸收比αp0．1、0．9上玻璃蓋板發(fā)射率εc1、層數(shù)Nc10．9、1下玻璃蓋板發(fā)射率εc2、層數(shù)Nc20．9、1保溫層導(dǎo)熱系數(shù)λe0．043W/(m·K)厚度δe0．025m四周側(cè)壁的面積Ae0．138m2工質(zhì)水入口溫度tf，i313K質(zhì)量流量qm8g/s空氣風(fēng)速u!4m/s溫度Td287K2．2平板接收器的熱損失根據(jù)能量守恒定律，穩(wěn)態(tài)傳熱接收器的能量方程為:Q=Qu+QL(1)Q=AaIa+AbIb(2)QL=Qa+Qb+Qe(3)QL=Aa(Tp－Td)(Ua+Ub+AeAaUe)(4)QL=AaUL(Tp－Td)(5)平板接收器的總損失系數(shù)UL分別由頂部損失系數(shù)Ua、底部損失系數(shù)Ub、側(cè)壁損失系數(shù)Ue構(gòu)成:UL=Ua+Ub+AeAaUe(6)頂部熱損失系數(shù)的計算該系數(shù)的計算比較復(fù)雜，需要通過數(shù)學(xué)上的迭代法才能計算。為簡化計算，克萊恩K

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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[3]平板太陽集熱器熱性能模擬分析[J]. 孔祥強(qiáng),林琳,李瑛,馬殿群.  太陽能學(xué)報. 2013(08)
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碩士論文
[1]平板太陽能集熱器內(nèi)部溫度場和流場分布特性的研究[D]. 高留花.天津大學(xué) 2012



本文編號：3412254