以納米流體為工質的自然循環(huán)太陽能集熱系統(tǒng)研究.pdf

1、納米流體與太陽能熱發(fā)電是當前研究的熱點之一，本文將太陽能槽式集熱器與熱管技術結合，以水和納米流體做為換熱工質，設計、搭建了以納米流體為工質的自然循環(huán)太陽能集熱系統(tǒng)。系統(tǒng)設計功率為50KW，采用熱管技術產(chǎn)生0.5-0.8MPa的飽和蒸汽。
　　為了獲得穩(wěn)定、高效的換熱工質，對納米流體的穩(wěn)定性和換熱特性進行了研究。本文采用布朗動力學模擬的方法，對影響穩(wěn)定性的因素進行了分析，模擬考慮了顆粒的聚合和沉淀之間相互作用對穩(wěn)定性的影響，著重分析

2、了納米顆粒直徑、顆粒體積分數(shù)、zeta電位對穩(wěn)定性的影響，利用顆粒體積分數(shù)空間分布的脈動強度和脈動平整度表征了顆粒群的分布和顆粒聚合的程度，定量評價了顆粒的聚合效應。
　　納米流體自然對流換熱特性的研究分別采混合模型和歐拉.拉格朗日方法，模擬采用不可壓縮的Navier-Stokes方程進行求解，納米顆粒受力主要考慮阻力、重力、布朗力、熱泳力等在微觀尺度及實驗中證實起主要作用的力，采用拉格朗日方法跟蹤實際顆粒的運動軌跡，采用雙向耦合

3、方面考慮了納米顆粒與流體之間動量耦合以及能量的耦合，做到了微觀層次上反映納米顆粒與流體之間的相互作用。
　　在廊坊中科院實驗基地建立了自然循環(huán)太陽能集熱系統(tǒng)，系統(tǒng)采用槽式線聚焦，東西方向單軸跟蹤，鏡面采用FLABEG反射鏡面，集熱器為自主設計的同軸套管式集熱管，利用熱管技術將熱量傳輸給蒸發(fā)器，通過控制蒸發(fā)器壓力，得到符合規(guī)定參數(shù)的蒸汽。對太陽能集熱系統(tǒng)的啟動進行實驗研究和理論分析，通過實驗，系統(tǒng)可以穩(wěn)定產(chǎn)生蒸汽，在0.5MPa時以