槽式太陽集熱器熱性能研究.pdf

1、槽式太陽能熱發(fā)電技術是目前太陽能熱發(fā)電技術中研究的熱點之一，而集熱器作為太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)中光熱轉換的關鍵部件，其性能的優(yōu)劣將直接關系到整個發(fā)電系統(tǒng)性能的好壞。
　　本文對槽式太陽集熱器的聚光特性、傳熱流動及熱-應力等熱力性能進行了相關研究，主要的研究成果概述如下:
　　(1)建立了槽式太陽能集熱系統(tǒng)的聚光模型，采用基于蒙特卡洛光線追蹤(MCRT)法的SolTrace軟件對槽式太陽集熱器的聚光特性進行研究，并通過模型對比驗證，

2、證實了模型的有效性。在此基礎上，分析了集熱器幾何聚光比及邊緣角對槽式太陽集熱器聚光特性的影響規(guī)律;
　　(2)建立了槽式太陽集熱器的傳熱流動數(shù)學模型，結合前文中所得到的吸熱管表面圓周方向熱流密度的分布特性，以此為邊界條件，使用FLUENT軟件進行模擬，分析了DNI、集熱器入口流體溫度及流速對集熱器集熱效率、流經(jīng)集熱器的流體溫升、壓損及吸熱管表面圓周方向溫度分布特性等集熱器熱力性能的影響規(guī)律，并在此基礎上引入集熱器折合效率的概念，以

3、此對流經(jīng)集熱器的傳熱流體流速進行優(yōu)化;
　　(3)建立了槽式太陽集熱器吸熱管的熱-應力分析模型，結合LS-2集熱器吸熱管圓周方向的熱流密度分布特性，通過ANSYS軟件，使用間接法對吸熱管的溫度場、等效應力場及應變場的穩(wěn)態(tài)與瞬態(tài)分布進行了模擬分析，確定了吸熱管容易發(fā)生熱變形或熱疲勞的位置。并分析了太陽直射輻射出現(xiàn)階躍變化時的吸熱管管壁溫度、熱應力及應變的響應規(guī)律。
　　研究結果將為槽式太陽集熱器的優(yōu)化設計及安全運行提供理論參考