混合式熱管接收器的特性模擬和熱損分析.pdf

1、化石能源的大量使用使煤、石油等儲(chǔ)量日益減少，價(jià)格大幅攀升，同時(shí)由于化石能源的使用而導(dǎo)致的生態(tài)環(huán)境問題日益凸顯。步入21世紀(jì)，面對(duì)嚴(yán)峻的能源形勢(shì)和越來越重的環(huán)境壓力，使得利用風(fēng)能、太陽能、生物質(zhì)等可再生能源進(jìn)行發(fā)電越來越受到人們的密切關(guān)注。大力發(fā)展可再生能源對(duì)國(guó)家能源安全、環(huán)境改善等具有非常重要的戰(zhàn)略意義。
　　碟式斯特林太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)因其效率高、可模塊化、對(duì)環(huán)境適應(yīng)力強(qiáng)等優(yōu)勢(shì)，受到國(guó)內(nèi)外的廣泛關(guān)注。我國(guó)擁有豐富的太陽能和生物質(zhì)資

2、源，發(fā)展碟式斯特林太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)，以生物質(zhì)能作為補(bǔ)充，不僅可以解決單純的碟式斯特林太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)供電不穩(wěn)定的問題，同時(shí)太陽能和生物質(zhì)能同屬可再生能源，符合現(xiàn)有的可持續(xù)發(fā)展的國(guó)策。
　　本文針對(duì)碟式斯特林太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)的應(yīng)用特點(diǎn)，提出應(yīng)用于碟式太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)的混合式熱管接收器并針對(duì)混合式熱管接收器進(jìn)行了大量理論和模擬研究，主要研究?jī)?nèi)容和結(jié)論如下:
　　(1)在借鑒國(guó)內(nèi)外接收器研究應(yīng)用的基礎(chǔ)上，分析碟式太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)接

3、收器的工作特點(diǎn)及應(yīng)滿足的條件，從接收器總體結(jié)構(gòu)、熱管單元結(jié)構(gòu)以及接收器工作原理等方面做了詳細(xì)闡述。根據(jù)傳熱學(xué)知識(shí)對(duì)熱管接收器進(jìn)行簡(jiǎn)化，對(duì)熱管接收器的傳熱過程進(jìn)行分析計(jì)算，得到混合式熱管接收器模塊各部件的基本尺寸和相對(duì)位置。
　　(2)對(duì)太陽能模式下不同尺寸的混合式熱管接收器進(jìn)行模擬分析，得到在額定太陽輻射強(qiáng)度下，混合式熱管接收器腔體內(nèi)部溫度分布，得到當(dāng)腔體腔體深度為200mm，孔口直徑為90mm，腔體內(nèi)部溫度分布均勻且腔體內(nèi)壁面不

4、會(huì)出現(xiàn)熱點(diǎn)，太陽能利用率最高。
　　(3)對(duì)燃?xì)饽Ｊ较禄旌鲜綗峁芙邮掌鬟M(jìn)行模擬分析，得到在不同燃燒熱負(fù)荷下，斯特林熱機(jī)的輸出功率，得出太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)利用生物質(zhì)氣燃燒產(chǎn)生的熱量發(fā)電效率為19％，比實(shí)驗(yàn)值17％高。并分析不同保溫層厚度下接收器的熱量損失，得到接收器外壁最佳保溫層厚度為200mm。
　　(4)對(duì)混合式熱管接收器不同尺寸和不同溫度下進(jìn)行熱量損失模擬分析，發(fā)現(xiàn)接收器腔體深度對(duì)對(duì)流換熱損失影響較小，對(duì)輻射換熱損失影響較