由于能源和環(huán)境問題，以及對電力的需求不斷增加，以清潔、可再生能源為資源的太陽能熱發(fā)電技術(shù)已成為最有前途和最具挑戰(zhàn)的技術(shù)之一。太陽能碟式熱發(fā)電系統(tǒng)作為三大太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)（槽式、塔式和碟式）之一，具有高效率，模塊化，自主運行，適用于多種能源形式（無論是太陽能或化石燃料，或兩者混合）的優(yōu)點。一方面，傳統(tǒng)的以碟式/斯特林發(fā)電機等形式來實現(xiàn)熱電轉(zhuǎn)換的太陽能碟式熱發(fā)電系統(tǒng)正受到挑戰(zhàn)；另一方面，太陽能碟式熱發(fā)電系統(tǒng)中的吸熱器是太陽能向熱能轉(zhuǎn)換的關(guān)鍵部件，通常存在各種形式的熱損失。其中，對流熱損失是吸熱器能量損失的重要組成部分，但由于機理復(fù)雜，計算難度大，是研究太陽能碟式熱發(fā)電系統(tǒng)中吸熱器熱性能的重點和難點，也是當(dāng)前太陽能領(lǐng)域的熱點前沿課題。 本文在大量文獻(xiàn)調(diào)研和比較性研究的基礎(chǔ)上，首先提出一種新的太陽能碟式熱力循環(huán)系統(tǒng)—太陽能碟式/堿金屬熱電轉(zhuǎn)換系統(tǒng)和一種能夠?qū)崿F(xiàn)等溫光熱轉(zhuǎn)換的太陽能熱管式吸熱器。在此之后，以熱管式吸熱器為對象，采用三維數(shù)值模擬方法研究了熱管式吸熱器在有/無環(huán)境風(fēng)條件下，其內(nèi)部和采光口附近空氣的流動和傳熱特征；在變物性條件下探討了相關(guān)參數(shù)，如采光口的位置和大小、腔體的深徑比、傾角、...

【文章來源】： 重慶大學(xué)重慶市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

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【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
主要符號表
1 緒論
    1.1 太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)
    1.2 太陽能碟式熱發(fā)電系統(tǒng)的吸熱器類型
        1.2.1 直接照射式吸熱器
        1.2.2 熱管式吸熱器
        1.2.3 容積型吸熱器
    1.3 腔式吸熱器的對流熱損失
        1.3.1 對流熱損失機理
        1.3.2 自然對流熱損失研究現(xiàn)狀（無風(fēng)環(huán)境下）
        1.3.3 自然-強制混合對流熱損失研究現(xiàn)狀 (有風(fēng)環(huán)境下)
    1.4 小結(jié)
2 太陽能腔式吸熱器自然對流熱損失模型的比較研究和本文研究內(nèi)容
    2.1 自然對流熱損失預(yù)測模型的比較研究
        2.1.1 Model 吸熱器的自然對流熱損失
        2.1.2 McDonald 吸熱器的自然對流熱損失
    2.2 本文研究內(nèi)容
    2.3 小結(jié)
3 太陽能碟式/堿金屬熱電轉(zhuǎn)換系統(tǒng)和熱管式吸熱器
    3.1 太陽能碟式/堿金屬熱電轉(zhuǎn)換系統(tǒng)
        3.1.1 堿金屬熱電轉(zhuǎn)換器(AMTEC)簡介
        3.1.2 太陽能碟式/堿金屬熱電轉(zhuǎn)換系統(tǒng)
    3.2 熱管式吸熱器
    3.3 小結(jié)
4 無風(fēng)環(huán)境下熱管式吸熱器自然對流熱損失的數(shù)值模擬
    4.1 物理和數(shù)學(xué)模型及數(shù)值方法
        4.1.1 物理模型及相關(guān)假設(shè)
        4.1.2 數(shù)學(xué)模型
        4.1.3 數(shù)值方法
    4.2 空氣熱物性隨溫度變化的影響
        4.2.1 網(wǎng)格無關(guān)性和有效性驗證
        4.2.2 結(jié)果分析與討論
        4.2.3 自然對流 Nusselt 數(shù)關(guān)系式①
        4.2.4 小結(jié)
    4.3 采光口位置和大小的影響
        4.3.1 網(wǎng)格無關(guān)性和有效性驗證
        4.3.2 結(jié)果分析與討論
        4.3.3 自然對流 Nusselt 數(shù)關(guān)系式②
        4.3.4 小結(jié)
    4.4 深徑比的影響
        4.4.1 網(wǎng)格無關(guān)性和有效性驗證
        4.4.2 結(jié)果分析與討論
        4.4.3 修正開口率 AR′
        4.4.4 自然對流 Nusselt 數(shù)關(guān)系式③④⑤⑥
        4.4.5 模型比較
        4.4.6 小結(jié)
5 有風(fēng)環(huán)境下熱管式吸熱器自然-強制混合對流熱損失的數(shù)值模擬
    5.1 物理和數(shù)學(xué)模型
    5.2 數(shù)值方法及其有效性驗證
    5.3 結(jié)果分析與討論
        5.3.1 環(huán)境風(fēng)影響的可視化結(jié)果
        5.3.2 自然-強制混合對流熱損失的定量結(jié)果
    5.4 混合對流 Nusselt 數(shù)關(guān)系式
    5.5 小結(jié)
6 太陽能碟式/堿金屬熱電轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的性能評價
    6.1 理論分析和計算模型
        6.1.1 太陽能碟式集熱子系統(tǒng)的熱效率ηc
        6.1.2 AMTEC 子系統(tǒng)的熱電轉(zhuǎn)換效率ηAMTEC
    6.2 計算模型的有效性驗證
    6.3 結(jié)果分析與討論
        6.3.1 無風(fēng)環(huán)境下
        6.3.2 有風(fēng)環(huán)境下
    6.4 小結(jié)
7 圓柱形腔式吸熱器熱損失特性的實驗研究
    7.1 實驗裝置
    7.2 實驗原理（熱損失的計算）
        7.2.1 輻射熱損失 Qra的計算
        7.2.2 導(dǎo)熱損失 Qcd的計算
        7.2.3 自然對流熱損失 Qcv的計算
        7.2.4 自然對流熱損失 Nusselt 數(shù) Nuc與輻射熱損失 Nusselt 數(shù) Nur的計算
    7.3 實驗步驟
    7.4 實驗結(jié)果與分析
    7.5 實驗誤差分析與計算
        7.5.1 實驗誤差分析
        7.5.2 實驗誤差計算
    7.6 小結(jié)
8 結(jié)論與展望
    8.1 主要結(jié)論
    8.2 研究展望
致謝
參考文獻(xiàn)
附錄
    A. 攻讀博士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文
    B. 攻讀博士學(xué)位期間申請的專利
    C. 攻讀博士學(xué)位期間參加的科研項目


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]Two-Dimensional Transient Thermal Analysis of a Phase-Change-Material Canister of a Heat-Pipe Receiver under Gravity [J]. Xiaohong GUI1,Wei QU1,Bin LIN2 and Xiugan YUAN3 1.Institute of Engineering Thermophysics,Chinese Academy of Sciences,Beijing 100190,China 2.University of Notre Dame,Notre Dame,IN 46556,USA 3.Institute of Man-Machine-Environment Engineering,Beihang University,Beijing 100191,China.  Journal of Thermal Science. 2010(02)
[2]Fundamental study of novel mid-and low-temperature solar thermochemical energy conversion [J]. JIN HongGuang,HONG Hui,SUI Jun & LIU QiBin Institute of Thermophysics Engineering,Chinese Academy of Sciences,Beijing 100190,China.  Science in China(Series E:Technological Sciences). 2009(05)



本文編號：3537816