以耦合輔助措施增強(qiáng)太陽池?zé)嵝阅軐?shí)驗(yàn)和數(shù)值模擬研究.pdf

1、博士學(xué)位論文以耦合輔助措施增強(qiáng)太陽池?zé)嵝阅軐?shí)驗(yàn)和數(shù)值模擬研究TheExperimentandNumericalSimulationoftheCoupledAuxiliaryMeasurestoEnhanceThermalPerformanceofSolarPond學(xué)號(hào)：!Q璺!QQQ!大連理工大學(xué)DalianUniversityofTechnology大連理工大學(xué)博士學(xué)位論文摘要在化石能源面臨著資源枯竭、污染嚴(yán)重雙重壓力的背景下，可再生

2、能源的開發(fā)與利用成為能源可持續(xù)發(fā)展的重要途徑之一，對(duì)我國緩解目前面臨的能源危機(jī)有著重要意義。國家中長期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要(2006--2020年)將“可再生能源低成本規(guī)?；_發(fā)利用”作為能源領(lǐng)域的優(yōu)先主題提出。太陽能作為一種清潔而又持久的可再生能源，對(duì)于節(jié)約常規(guī)能源、保護(hù)自然環(huán)境、減緩氣候變化等，都具有極其重大的意義。以太陽能為主的可再生能源將是本世紀(jì)的主要能源，是人類未來能源的基石。太陽池是一種可以收集、儲(chǔ)存太陽能，并作為低溫?zé)嵩?/p>

3、對(duì)外供熱的鹽水池，具有普遍性、巨大性、長久性、無害性等優(yōu)點(diǎn)。本論文以實(shí)驗(yàn)測量與數(shù)值模擬為主要手段，開展鹽梯度太陽池集熱系統(tǒng)的基礎(chǔ)研究，探索利用改變太陽池結(jié)構(gòu)、增設(shè)多孔介質(zhì)材料、加蓋層及太陽能集熱器等多種方式，強(qiáng)化太陽池?zé)嵝阅堋Ｖ饕芯抗ぷ靼▽?shí)驗(yàn)測量、數(shù)值模擬、太陽池能效分析三大部分，具體工作如下：(1)本文的實(shí)驗(yàn)研究包括實(shí)驗(yàn)室內(nèi)基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)和室外太陽池實(shí)驗(yàn)兩部分。實(shí)驗(yàn)室內(nèi)基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)主要包括：多孔介質(zhì)基本參數(shù)測量、多孔介質(zhì)蓄熱特性實(shí)驗(yàn)、多

4、孔介質(zhì)降濁特性實(shí)驗(yàn)、太陽池運(yùn)行環(huán)境氣象參數(shù)測量實(shí)驗(yàn)、輻射透射率測量等基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)，該部分實(shí)驗(yàn)結(jié)果可作為太陽池實(shí)驗(yàn)及數(shù)值模擬的邊界條件，實(shí)驗(yàn)規(guī)律可為太陽池性能優(yōu)化提供指導(dǎo)，從而為下一步的太陽池實(shí)驗(yàn)與模擬工作打好基礎(chǔ)。室外實(shí)驗(yàn)采用多種方式增強(qiáng)太陽池?zé)崽匦缘膶?duì)比實(shí)驗(yàn)，建立2個(gè)表面積為24mx24m、深12m的小型鹽水太陽池，實(shí)驗(yàn)對(duì)太陽池的溫度、濁度分布進(jìn)行了測量，通過對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的非線性擬合構(gòu)建了輻射透射率混合回歸模型：通過分階段性對(duì)比實(shí)驗(yàn)，研究

5、了向太陽池底部添加多孔介質(zhì)、在太陽池表面加透明塑料膜覆蓋，以及輔助太陽能集熱系統(tǒng)的方法，討論了三種方式對(duì)太陽池溫度特性以及濁度的影響，探索強(qiáng)化太陽池?zé)嵝阅艿耐緩健?2)數(shù)值模擬按照研究側(cè)重點(diǎn)的不同分別采用一維數(shù)值模擬和二維數(shù)值模擬。一維數(shù)值模擬側(cè)重于池內(nèi)溫度的變化、各部分熱量損失分析以及多種強(qiáng)化措施下太陽池的熱性能變化規(guī)律。二維數(shù)值模擬側(cè)重于池內(nèi)空間流場的分布規(guī)律，梯形壁面的二維傳熱規(guī)律分析，以及分界面的動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性分析。一維模型基于實(shí)驗(yàn)