發(fā)布時間：2023-10-29 13:32

　　本文針對槽式聚光集熱系統(tǒng)經(jīng)反射鏡聚焦后得到的能流密度分布、集熱管遮光、寒冷地區(qū)系統(tǒng)高溫?zé)釗p失大、效率低等問題,基于高寒地區(qū)氣候特點,對槽式集熱管能流密度分布、聚光鏡優(yōu)化以及集熱器熱性能等進行理論分析、仿真模擬以及試驗研究。針對集熱管對聚光鏡的遮擋問題,對完整型及非完整型拋物面聚光系統(tǒng)進行模擬,并對其幾何參數(shù)進行優(yōu)化,結(jié)果表明,當(dāng)切割寬度小于玻璃管外徑時,切割寬度對金屬管能流密度分布幾乎沒有影響;幾何聚光比越大、邊緣角越小、開口寬度越大、焦距越大、金屬管管徑越小,金屬管表面能流密度的峰值越大;通過正交優(yōu)化設(shè)計試驗可知,最優(yōu)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)參數(shù)為:開口寬度2.25m、焦距1m、金屬管管徑0.04m、反射鏡中心切割寬度0.25m,此時聚光性能為最佳。通過建立槽式集熱器仿真模型,模擬分析影響集熱器熱效率和?效率的影響因素,引入強化傳熱因子和強化系數(shù),分析納米流體傳熱工質(zhì)的換熱能效,結(jié)果表明,優(yōu)化后集熱器的熱效率和?效率大于原有裝置和完整型拋物面聚光系統(tǒng);傳熱工質(zhì)的強化系數(shù)隨質(zhì)量分?jǐn)?shù)、流體進口溫度的增加逐漸增大;粒徑為10nm、20nm、30nm的納米流體強化傳熱因子最大值分別為1.110、1.109...

【文章頁數(shù)】：86 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 研究背景與意義
    1.2 槽式聚光器能流密度的研究現(xiàn)狀
        1.2.1 槽式聚光器光學(xué)特性模擬
        1.2.2 槽式聚光器能流密度的試驗研究
    1.3 槽式集熱系統(tǒng)集熱性能的研究現(xiàn)狀
    1.4 高寒地區(qū)槽式集熱系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀
    1.5 本文研究內(nèi)容
第二章 槽式集熱器聚光特性的理論基礎(chǔ)
    2.1 引言
    2.2 Sol Trace軟件介紹
    2.3 完整型拋物面聚光器模擬研究
        2.3.1 模擬參數(shù)設(shè)置
        2.3.2 能流密度分布
        2.3.3 聚光模型驗證
        2.3.4 真空集熱管對太陽輻射的遮擋研究
    2.4 非完整型拋物面聚光器模擬研究
    2.5 本章小結(jié)
第三章 非完整型拋物面集熱器能流密度分布及結(jié)構(gòu)優(yōu)化
    3.1 引言
    3.2 槽式集熱器能流密度分布
        3.2.1 幾何聚光比的影響
        3.2.2 邊緣角的影響
        3.2.3 反射鏡開口寬度的影響
        3.2.4 焦距的影響
        3.2.5 管徑的影響
        3.2.6 安裝位置的影響
    3.3 槽式集熱器優(yōu)化
        3.3.1 正交優(yōu)化概念
        3.3.2 正交優(yōu)化步驟
    3.4 優(yōu)化后的槽式集熱器
    3.5 本章總結(jié)
第四章 槽式集熱器的集熱性能分析
    4.1 引言
    4.2 物理模型和數(shù)學(xué)模型
        4.2.1 物理模型
        4.2.2 數(shù)學(xué)模型
    4.3 邊界條件
    4.4 控制方程的求解設(shè)置
    4.5 網(wǎng)格的無關(guān)性檢驗
    4.6 集熱器熱效率和?效率模擬結(jié)果
        4.6.1 粘度的影響
        4.6.2 流量的影響
        4.6.3 流體進口溫度的影響
        4.6.4 環(huán)境溫度的影響
        4.6.5 多因素影響
    4.7 強化傳熱因子和強化系數(shù)
        4.7.1 質(zhì)量分?jǐn)?shù)的影響
        4.7.2 流體進口溫度的影響
        4.7.3 粒徑的影響
    4.8 本章小結(jié)
第五章 槽式聚光集熱能流密度測量系統(tǒng)
    5.1 系統(tǒng)簡介
    5.2 試驗方法
    5.3 晴天時能流密度測量結(jié)果
        5.3.1 集熱管表面灰度分布圖
        5.3.2 集熱管表面能流分布彩虹圖
        5.3.3 能流密度測量結(jié)果分析
    5.4 云層遮擋對集熱管能流分布的影響
        5.4.1 集熱管表面灰度分布圖
        5.4.2 集熱管表面能流分布彩虹圖
        5.4.3 能流密度測量結(jié)果分析
    5.5 能流密度測量試驗與模擬的對比
    5.6 本章小結(jié)
第六章 槽式聚光集熱系統(tǒng)試驗研究
    6.1 試驗裝置
    6.2 試驗方法
    6.3 集熱器集熱性能測試結(jié)果
        6.3.1 太陽直射輻照度的影響
        6.3.2 瞬時熱效率回歸方程分析
        6.3.3 集熱器集熱性能試驗與模擬的對比
    6.4 本章小結(jié)
結(jié)論與展望
    結(jié)論
    展望
參考文獻(xiàn)
致謝
在讀期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文與取得的其他研究成果



本文編號：3858178