發(fā)布時間：2022-10-23 19:13

　　隨著可再生能源的興起,太陽光熱利用逐漸成為熱門話題。太陽光屬于可再生能源,能夠為人類的生產(chǎn)和生活提供源源不斷的能量,同時具有無污染、成本低、可再生等優(yōu)勢。目前在多種熱利用方式中,應用最為廣泛的為拋物型槽式太陽能集熱器,具有成本低、耗能小、技術成熟等優(yōu)點。但是,集熱管底部受到拋物面反射鏡反射的非均勻匯聚光線,管壁面溫度分布不均勻,存在溫度梯度和熱應力過大等因素,容易導致集熱管產(chǎn)生形變使玻璃套管發(fā)生破裂。目前,槽式太陽能集熱器在傳熱與熱發(fā)電兩個領域研究較廣。相變微膠囊是一種具有儲放熱特性的微小顆粒,能夠有效地降低流體的沿程溫度,提高流體的換熱效率。為了強化流體換熱、降低管壁熱應力及提高吸熱管安全系數(shù),本文采用相變微膠囊懸浮液作為工質(zhì)流體,研究懸浮液在集熱管內(nèi)的熱力性能。針對傳統(tǒng)使用水基和油基的太陽能集熱器換熱效果低和管壁熱應力大,本文以相變微膠囊懸浮液為工作流體,對常規(guī)和新型拋物型槽式太陽能集熱器進行了三維建模。采用蒙特卡羅射線追蹤法結合有限容積法和有限元法的方法求解了太陽能集熱管的光-熱-力耦合問題。其中采用蒙特卡羅射線追蹤法模擬太陽能系統(tǒng)并分析其光學性能,利用歐拉-歐拉多相流模型數(shù)值研... 

【文章頁數(shù)】：85 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 相變儲能強化傳熱技術概述
    1.3 懸浮液流動換熱的研究現(xiàn)狀
        1.3.1 國內(nèi)研究現(xiàn)狀
        1.3.2 國外研究現(xiàn)狀
    1.4 相變微膠囊懸浮液在太陽能應用中的研究
    1.5 太陽能集熱器應力研究現(xiàn)狀
    1.6 本文研究內(nèi)容
第二章 相變微膠囊及其懸浮液的物理性質(zhì)
    2.1 相變微膠囊顆粒的組成
    2.2 相變顆粒及其懸浮液的物性參數(shù)
        2.2.1 相變顆粒及其懸浮液的密度
        2.2.2 相變顆粒及其懸浮液的有效導熱系數(shù)
        2.2.3 相變顆粒及其懸浮液的比熱容
        2.2.4 相變微膠囊懸浮液的粘度
        2.2.5 相變顆粒在湍流流動中的相關參數(shù)
        2.2.6 兩相之間的相互作用系數(shù)
    2.3 懸浮液的熱物性參數(shù)
    2.4 修正對流換熱系數(shù)
    2.5 本章小結
第三章 常規(guī)槽式太陽能集熱管內(nèi)相變微膠囊懸浮液的熱力性能分析
    3.1 物理模型及計算方法
        3.1.1 物理模型
        3.1.2 計算模型假設
        3.1.3 控制方程及邊界條件
        3.1.4 網(wǎng)格無關性驗證
        3.1.5 模型驗證
    3.2 集熱管溫度分布
        3.2.1 吸熱管外壁面熱流密度分布
        3.2.2 吸熱管壁面溫度分布
    3.3 管內(nèi)相變懸浮液的換熱特性
        3.3.1 濃度對懸浮液中相變顆粒溫度分布的影響
        3.3.2 雷諾數(shù)對懸浮液中相變顆粒溫度分布的影響
        3.3.3 集熱管的流動換熱特性
    3.4 集熱管熱應力分析
        3.4.1 熱應力分析方法
        3.4.2 熱彈性力學方程
        3.4.3 模型驗證
        3.4.4 吸熱管等效應力分析
        3.4.5 軸向、徑向、切向應力分析
        3.4.6 吸熱管安全系數(shù)分析
    3.5 本章小結
第四章 新型槽式太陽能集熱管內(nèi)相變微膠囊懸浮液的熱力性能分析
    4.1 物理模型及計算方法
        4.1.1 物理模型
        4.1.2 網(wǎng)格無關性驗證
    4.2 集熱管溫度分布
        4.2.1 吸熱管外壁面熱流密度分布
        4.2.2 吸熱管壁面溫度分布
    4.3 管內(nèi)相變懸浮液換熱特性分析
        4.3.1 濃度對懸浮液中相變顆粒溫度分布的影響
        4.3.2 雷諾數(shù)對懸浮液中相變顆粒溫度分布的影響
        4.3.3 集熱管的流動換熱特性分析
    4.4 集熱管熱應力分析
        4.4.1 吸熱管等效應力分析
        4.4.2 軸向、徑向、切向應力分析
        4.4.3 吸熱管安全系數(shù)分析
    4.5 本章小結
第五章 結論
    5.1 結論
    5.2 展望
參考文獻
攻讀碩士期間主要成果
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
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[3]槽式太陽能熱電廠中采用雙罐熔鹽儲能技術的可行性分析[J]. 張洪巖,江才俊,張?zhí)?  技術與市場. 2017(08)
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本文編號：3696967