太陽能熱風發(fā)電系統(tǒng)主要部件對其性能影響的研究.pdf

1、太陽能熱風發(fā)電技術是一種適宜大規(guī)模發(fā)電的熱氣流發(fā)電技術。我國人煙稀少的西部地區(qū)具有發(fā)展大規(guī)模太陽能發(fā)電系統(tǒng)的優(yōu)勢。本文基于太陽能熱氣流發(fā)電系統(tǒng)內(nèi)流動與傳熱過程的熱力學理論,對集熱棚半徑、渦輪壓降以及煙囪形狀對系統(tǒng)性能的影響進行了研究,取得如下一些有意義的研究成果。
　?、匐p層集熱棚熱風系統(tǒng)和單層集熱棚熱風系統(tǒng)性能對比表明雙層集熱棚系統(tǒng)性能更佳,原因就在于雙層結構的集熱棚保溫效果好、空氣溫升更高。功率隨渦輪壓降及集熱棚半徑變化的原因

2、在于空氣溫升及體積流量受渦輪壓降及集熱棚半徑的影響。首次對系統(tǒng)內(nèi)空氣溫度沿流動方向的變化情況進行了分析。不同渦輪壓降及集熱棚半徑下,空氣溫升過程呈現(xiàn)出不同狀態(tài):空氣溫升趨勢沿流程一直持續(xù)以及空氣溫升僅存在于流程前段而在后段空氣溫度保持恒定兩種情況。溫升狀態(tài)在整個流程一直持續(xù)對應的集熱棚半徑可適當增加從而增大系統(tǒng)功率,而另一種情況下水平溫度段所占比例越大說明集熱棚利用率越低,指導工程運用中無限制的增加集熱棚半徑是無意義的,如太陽輻射強度為

3、600W/m2,渦輪壓降為240Pa時,集熱棚半徑值不大于440m。
　?、凇俺榱Α迸c體積流量間函數(shù)以最佳流量為分界點呈不同關系:低于最佳流量時,“抽力”是流量的一次函數(shù);大于最佳流量時,“抽力”是流量的冪函數(shù),其指數(shù)m與最佳壓降比fopt存在關系fopt=(2-m)/3,通過冪函數(shù)求得的系統(tǒng)最大功率、最佳渦輪壓降比與實際值的誤差均在3.5％內(nèi);隨集熱棚半徑增大冪函數(shù)指數(shù)、一次函數(shù)斜率、系統(tǒng)功率、空氣溫升、蓄熱層溫升等都表現(xiàn)出增大

4、趨勢;最佳壓降比、集熱棚凈效率、單位面積功率及熱流密度都呈減小趨勢;隨渦輪壓降增大,空氣溫升速率增大、“抽力”增大速率逐漸增大,且渦輪壓降增大與“抽力”增大的共同作用導致流量隨渦輪壓降增大而線性減小。
　?、蹪u擴煙囪的漸擴角度及漸擴段長度對系統(tǒng)性能具有重要影響:漸擴段長度恒定情況下,系統(tǒng)功率隨漸擴角度呈現(xiàn)出先增大后減小的趨勢;系統(tǒng)功率隨漸擴段長度同樣呈現(xiàn)出先增大后減小的趨勢,并且同一系統(tǒng)的最佳漸擴長度也受漸擴角度的影響,如集熱棚半