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、石油等儲量日益減少，價格大幅攀升，同時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，面對嚴峻的能源形勢和越來越重的環(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)展可再生能源對國家能源安全、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、對環(huán)境適應(yīng)力強等優(yōu)勢，受到國內(nèi)外的廣泛關(guān)注。我國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)展的國策。
　　本文針對碟式斯特林太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)的應(yīng)用特點，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混合式熱管接收器進行了大量理論和模擬研究，主要研究內(nèi)容和結(jié)論如下:
　　(1)在借鑒國內(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闡述。根據(jù)傳熱學(xué)知識對熱管接收器進行簡化，對熱管接收器的傳熱過程進行分析計算，得到混合式熱管接收器模塊各部件的基本尺寸和相對位置。
　　(2)對太陽能模式下不同尺寸的混合式熱管接收器進行模擬分析，得到在額定太陽輻射強度下，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、會出現(xiàn)熱點，太陽能利用率最高。
　　(3)對燃氣模式下混合式熱管接收器進行模擬分析，得到在不同燃燒熱負荷下，斯特林熱機的輸出功率，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％，比實驗值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)對混合式熱管接收器不同尺寸和不同溫度下進行熱量損失模擬分析，發(fā)現(xiàn)接收器腔體深度對對流換熱損失影響較小，對輻射換熱損失影響較