發(fā)布時間：2024-01-15 18:47

　　吸熱器是太陽能高溫熱發(fā)電的關(guān)鍵部件。在碟式太陽能斯特林熱發(fā)電系統(tǒng)中，適用于中高溫條件的腔式吸熱器被安置在聚光器的焦點處，接收來自聚光器的高熱流密度的太陽能并將其轉(zhuǎn)換成熱能。吸熱器的熱性能直接影響整個系統(tǒng)的效率和經(jīng)濟性。因此，依據(jù)腔式吸熱器內(nèi)部溫度分布特性以及熱損失特性的研究結(jié)果，對腔式吸熱器進行結(jié)構(gòu)優(yōu)化是提高碟式太陽能斯特林熱發(fā)電轉(zhuǎn)換效率的有效途徑。 本文以5kW碟式太陽能斯特林熱發(fā)電系統(tǒng)的腔式吸熱器為研究對象，基于自然對流換熱和DO輻射換熱模型對腔式吸熱器的靜態(tài)熱性能和動態(tài)熱性能進行了數(shù)值模擬研究，模型考慮了溫度對空氣熱物性的影響和換熱方式多樣性所帶來的熱邊界條件設(shè)定的復(fù)雜性。對腔式吸熱器的靜態(tài)熱性能，研究了壁面溫度、壁面發(fā)射率、傾角、形狀以及開口比等參數(shù)對其熱性能的影響，給出了吸熱器的散熱特性以及優(yōu)化后的結(jié)構(gòu)模型。分析結(jié)果表明，較低的內(nèi)壁面溫度、較低的壁面發(fā)射率、較高的傾角以及控制在8左右開口比的吸熱器模型有利于減少腔式吸熱器的熱損失。在此基礎(chǔ)上，本文還研究了熱流邊界和外界風混合對流條件對腔式吸熱器熱性能的影響。 針對太陽能時間分布不穩(wěn)定性和空間分布不均勻性的特征，對腔式吸熱器進行...

【文章頁數(shù)】：87 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
注釋表
第一章 緒論
    1.1 課題來源及意義
    1.2 碟式太陽能斯特林發(fā)動機腔式吸熱器
        1.2.1 太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)
        1.2.2 碟式太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)簡介
        1.2.3 腔式吸熱器簡介
    1.3 腔式吸熱器的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
    1.4 本文研究內(nèi)容
第二章 腔式吸熱器的理論基礎(chǔ)和計算方法
    2.1 基本假設(shè)及控制方程
    2.2 數(shù)值研究方法及計算模型
        2.2.1 數(shù)值研究方法
        2.2.2 數(shù)值研究求解過程
        2.2.3 輻射模型
    2.3 腔式吸熱器的設(shè)計思路
    2.4 小結(jié)
第三章 太陽能腔式吸熱器熱性能驗證研究
    3.1 模型驗證
        3.1.1 二維改進半球形吸熱器模型驗證
        3.1.2 典型的三維圓柱形吸熱器模型驗證
    3.2 計算結(jié)果和分析
        3.2.1 溫度場模擬
        3.2.2 熱損失
    3.3 小結(jié)
第四章 5kW 圓柱形腔式吸熱器靜態(tài)熱性能研究
    4.1 5kW 圓柱形腔式吸熱器的模型
        4.1.1 幾何模型建立及網(wǎng)格劃分
        4.1.2 邊界條件及計算模型確定
    4.2 5KW 圓柱形腔式吸熱器模擬結(jié)果分析
        4.2.1 吸熱器壁面條件對靜態(tài)熱性能的影響
        4.2.2 吸熱器傾角對靜態(tài)熱性能的影響
        4.2.3 吸熱器形狀對靜態(tài)熱性能的影響
        4.2.4 吸熱器開口比對靜態(tài)熱性能的影響
    4.3 結(jié)果分析
        4.3.1 對流熱損失的影響因素
        4.3.2 輻射熱損失的影響因素
        4.3.3 腔式吸熱器的最優(yōu)工作方式
    4.4 吸熱器不同熱流壁面條件下靜態(tài)熱性能分析
    4.5 吸熱器在外界風條件下的靜態(tài)熱性能分析
        4.5.1 物理模型
        4.5.2 結(jié)果分析與討論
        4.5.3 換熱規(guī)律
    4.6 本章小結(jié)
第五章 5kW 圓柱形腔式吸熱器動態(tài)熱性能研究
    5.1 數(shù)理模型
        5.1.1 物理模型
        5.1.2 入射輻射強度模型
    5.2 邊界條件
        5.2.1 DO 輻照模型
    5.3 結(jié)果分析
        5.3.1 入射輻射強度的影響
        5.3.2 入射輻射分布的影響
    5.4 小結(jié)
第六章 碟式太陽能斯特林發(fā)動機實驗研究
    6.1 斯特林發(fā)動機的熱電轉(zhuǎn)換特性實驗研究
        6.1.1 實驗?zāi)康暮蛢?nèi)容
        6.1.2 實驗平臺
        6.1.3 斯特林發(fā)動機實驗步驟
        6.1.4 測試結(jié)果及分析
        6.1.5 結(jié)論
    6.2 腔式吸熱器熱損失特性實驗系統(tǒng)
        6.2.1 實驗原理
        6.2.2 實驗裝置
        6.2.3 實驗工況
    6.3 小結(jié)
第七章 總結(jié)與展望
    7.1 研究結(jié)論
    7.2 展望
參考文獻
致謝
攻讀碩士學位期間取得的學術(shù)成果



本文編號：3878693