本文關(guān)鍵詞：碟式太陽能熱利用系統(tǒng)腔式吸熱器光熱性能研究及優(yōu)化

  更多相關(guān)文章： 太陽能 碟式 半球形腔式吸熱器 光學(xué)性能 熱性能

【摘要】：太陽能在利用方面具有的儲(chǔ)量的無限性、存在的普遍性以及清潔性和經(jīng)濟(jì)性等特點(diǎn)使其成為世界上最豐富永久的能源形式。同時(shí)人們環(huán)保意識(shí)增強(qiáng)及對(duì)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略重視程度的提高,潔凈并可長期利用新能源已經(jīng)受到全世界的關(guān)注。所以太陽能已經(jīng)被廣泛應(yīng)用到了工業(yè)、農(nóng)業(yè)、日常生活等各方面。熱發(fā)電是太陽能應(yīng)用的一個(gè)重要領(lǐng)域。碟式太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)具有布局靈活、應(yīng)用前景廣泛、發(fā)電效率高、起步投資少、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本降低及系統(tǒng)優(yōu)化潛力大等一系列優(yōu)點(diǎn),因而成為了人們研究的焦點(diǎn)。吸熱器是碟式太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)的關(guān)鍵部件,安置在聚光器的焦點(diǎn)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(gè)系統(tǒng)的效率和經(jīng)濟(jì)性。依據(jù)腔式吸熱器內(nèi)部光通量等分布特性研究結(jié)果,對(duì)腔式吸熱器進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化是提高碟式太陽能熱利用轉(zhuǎn)換效率的有效途徑。在多種腔式吸熱器類型中,其中半球形吸熱器熱性能最優(yōu),故在模擬和實(shí)驗(yàn)中均采用半球形腔式吸熱器。聚光器聚焦后的能流會(huì)不均勻的分布在吸熱器內(nèi)腔,在吸熱器內(nèi)腔形成熱點(diǎn),影響吸熱器的使用性能�；趯�(shí)驗(yàn)室已有的半球形腔式吸熱器對(duì)其進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化,在吸熱器的穹頂放置反射圓錐。探討反射圓錐的錐角對(duì)半球形腔式吸熱器的光學(xué)性能的影響,找出最佳反射光錐的幾何參數(shù)。數(shù)值模擬結(jié)果表明反射圓錐錐角在120°時(shí)吸熱器的光學(xué)性能最佳。改變吸熱器的安裝位置,探討距離變化對(duì)系統(tǒng)的光學(xué)性能的影響。為測(cè)得焦面處的能流密度,在光學(xué)數(shù)值模擬中,將吸熱器替換為圓盤,觀察圓盤距聚光器距離變化,聚焦能量的接收的規(guī)律。吸熱器和圓盤距聚光器距離變化規(guī)律一致,光學(xué)性能呈現(xiàn)兩頭小中間大的正態(tài)分布。數(shù)值模擬結(jié)合實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步對(duì)碟式太陽能熱利用系統(tǒng)探討。研究吸熱器與聚光器距離變化的熱性能及耐高溫圓盤與聚光器距離變化的熱性能。結(jié)果表明實(shí)際焦平面上的光斑并非是規(guī)則的圓盤形狀,而是呈現(xiàn)近似橢圓,聚光器的實(shí)際焦距與理論焦距有一定的差距,但吸熱器和耐高溫圓盤得出相同的規(guī)律,在1030mm時(shí)熱性能是最優(yōu)的。
【關(guān)鍵詞】：太陽能 碟式 半球形腔式吸熱器 光學(xué)性能 熱性能
【學(xué)位授予單位】：內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TK513.1;TM615
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 第一章 緒論8-14
• 1.1 研究背景及意義8-10
• 1.2 太陽能資源分布10-11
• 1.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-13
• 1.3.1 國外發(fā)展現(xiàn)狀11-12
• 1.3.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀12-13
• 1.4 課題研究的目的和主要研究工作13-14
• 第二章 太陽能熱利用技術(shù)及軟件分析原理14-24
• 2.1 太陽能聚光技術(shù)14-17
• 2.1.1 槽式太陽能聚光技術(shù)15
• 2.1.2 塔式太陽能聚光技術(shù)15-16
• 2.1.3 碟式太陽能聚光技術(shù)16-17
• 2.2 半球吸熱器各項(xiàng)熱損失分析17-20
• 2.2.1 腔體反射熱損失18
• 2.2.2 腔體導(dǎo)熱熱損失18-19
• 2.2.3 自然對(duì)流熱損失19
• 2.2.4 輻射熱損失19-20
• 2.3 TracePro計(jì)算平臺(tái)的介紹20-23
• 2.3.1 TracePro軟件介紹20-21
• 2.3.2 MCTRM的計(jì)算原理21-23
• 2.4 本章小結(jié)23-24
• 第三章 半球形吸熱器光學(xué)性能數(shù)值模擬與分析24-36
• 3.1 聚光集熱系統(tǒng)的物理模型及相關(guān)幾何參數(shù)24-26
• 3.1.1 碟式太陽能聚光集熱系統(tǒng)模擬24-25
• 3.1.2 碟式太陽能聚光集熱能流密度模擬25-26
• 3.2 計(jì)算方法26-28
• 3.2.1 Monte Carlo光線追跡法26-27
• 3.2.2 反射光線計(jì)算方法27
• 3.2.3 條件設(shè)定27-28
• 3.3 聚光器-半球形吸熱器計(jì)算結(jié)果與分析28-31
• 3.3.1 系統(tǒng)光線分布28-29
• 3.3.2 吸熱器內(nèi)腔光學(xué)性能29-30
• 3.3.3 吸熱器內(nèi)腔光線數(shù)目30-31
• 3.4 吸熱器采光口距焦面垂直距離L對(duì)吸熱器性能影響31-33
• 3.4.1 吸熱器內(nèi)腔總光通量和平均能流密度31-32
• 3.4.2 吸熱器光學(xué)效率32-33
• 3.5 能流密度數(shù)值模擬結(jié)果與分析33-34
• 3.6 本章小結(jié)34-36
• 第四章 碟式太陽能聚光器焦面前后溫度場(chǎng)測(cè)試36-49
• 4.1 測(cè)試方案及設(shè)備36-38
• 4.1.1 測(cè)試設(shè)備36-37
• 4.1.2 測(cè)試方案37-38
• 4.2 測(cè)試結(jié)果38-47
• 4.2.1. 數(shù)據(jù)記錄儀的數(shù)據(jù)分析39-43
• 4.2.2. 直觀觀察Fluke紅外熱成像儀43-46
• 4.2.3. 通過轉(zhuǎn)化紅外熱成像儀為 3D-IR圖片46-47
• 4.3 最佳吸熱器安裝距離47-48
• 4.4 本章小結(jié)48-49
• 結(jié)論49-52
• 參考文獻(xiàn)52-56
• 致謝56-57
• 在讀期間取得的科研成果57

【相似文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 劉志剛,張春平,趙耀華,唐大偉;一種新型腔式吸熱器的設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)研究[J];太陽能學(xué)報(bào);2005年03期

2 魏進(jìn)家;屠楠;方嘉賓;;太陽能腔式吸熱器啟動(dòng)過程性能的數(shù)值模擬[J];工程熱物理學(xué)報(bào);2011年06期

3 屠楠;方嘉賓;魏進(jìn)家;;太陽能腔式吸熱器不同啟動(dòng)狀態(tài)下啟動(dòng)性能研究[J];工程熱物理學(xué)報(bào);2012年11期

4 毛青松;龍新峰;;太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)中腔式吸熱器的光學(xué)性能[J];可再生能源;2012年03期

5 張春平,劉志剛,趙耀華,唐大偉;碟式聚光太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)用腔式吸熱器熱性能分析[J];上海理工大學(xué)學(xué)報(bào);2004年04期

6 賈培英;王躍社;于浩;余琴;;太陽能腔式吸熱器沸騰傳熱性能研究[J];工程熱物理學(xué)報(bào);2010年07期

7 王富強(qiáng);帥永;談和平;;腔式太陽能吸熱器的熱分析[J];工程熱物理學(xué)報(bào);2011年05期

8 毛前軍;謝鳴;帥永;談和平;;太陽能腔式吸熱器光熱轉(zhuǎn)換特性及其在油田上的應(yīng)用[J];東北石油大學(xué)學(xué)報(bào);2013年02期

9 李金平;馮榮;崔健;;玻璃窗對(duì)熱管腔式吸熱器吸熱性能的影響[J];蘭州理工大學(xué)學(xué)報(bào);2013年06期

10 程澤東;何雅玲;崔福慶;李東;韓輝;;有壓腔式吸熱器復(fù)雜耦合換熱機(jī)理數(shù)值研究[J];工程熱物理學(xué)報(bào);2011年03期

中國重要會(huì)議論文全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 周日興;韓清華;李惠;王習(xí)治;;圓柱腔式微波殺菌機(jī)的研究[A];中國西部農(nóng)產(chǎn)品加工及產(chǎn)業(yè)化發(fā)展戰(zhàn)略研討會(huì)論文集[C];2001年

2 韋衛(wèi);張行愚;王青圃;王聰;叢振華;武振國;王偉濤;張懷金;李永富;方家熊;;內(nèi)腔式Nd:YAG/SrWO4反斯托克斯激光器[A];黑龍江、江蘇、山東、河南、江西 五省光學(xué)（激光）聯(lián)合學(xué)術(shù)‘13年會(huì)論文（摘要）集[C];2013年

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 羅箐;腔式束流位置監(jiān)測(cè)系統(tǒng)及其相關(guān)研究[D];中國科學(xué)技術(shù)大學(xué);2009年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前7條

1 杜艷秋;碟式太陽能熱利用系統(tǒng)腔式吸熱器光熱性能研究及優(yōu)化[D];內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué);2016年

2 沈財(cái)軍;兩段式塔式太陽能腔式吸熱器設(shè)計(jì)及優(yōu)化[D];華北電力大學(xué)(北京);2016年

3 陳慧;一種碟式太陽能斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)腔式吸熱器熱性能分析[D];南京航空航天大學(xué);2012年

4 康劍南;太陽能腔式吸熱器熱性能和熱應(yīng)力分析[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2010年

5 李享;腔式束流位置監(jiān)測(cè)器的設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)[D];清華大學(xué);2009年

6 何堅(jiān);碟式斯特林太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)的模型構(gòu)建和優(yōu)化研究[D];蘭州理工大學(xué);2011年

7 李珍;碟式太陽能吸熱器的性能實(shí)驗(yàn)研究[D];蘭州理工大學(xué);2012年

，

本文編號(hào)：648775