新型太阳能集热器性能分析与研究

发布时间：2020-05-05 02:24

【摘要】：现阶段能源构成以常规能源为基础,但是随着能源危机和大气污染的加剧愈来愈不适应可持续发展的需要,加速开发利用以太阳能为主体的可再生能源已成为人们的共识。然而,太阳能是低品位的能源,为了得到高品位的热能,并考虑能源利用的可行性和经济性,必须实现对太阳能的聚集。在太阳能利用的研究领域中,提高光电／光热转化效率,降低成本,对促进太阳能产业的发展具有深远意义。本文在此基础上,分析研究了一种新型多平面太阳能集热器,用以满足太阳能中温领域的使用要求。 首先,分析多平面聚光器的物理模型和数学模型。聚光器由若干矩形小平面镜和抛物型结构的框架组合而成。利用几何学原理和Monte Carlo方法研究新型多平面太阳能聚光器的几何光学特征及焦平面能流密度分布,分析不同综合误差对几何聚光比及能流密度分布的影响。研究结果表明：相比传统碟式聚光器,新型多平面聚光器在焦平面的光斑面积增大且能流密度分布均匀；聚光器的几何聚光比能满足中温领域的使用要求；在相同的条件下,其运行性能受综合误差的影响较传统碟式聚光器小。 其次,研究腔体式太阳能接收器的性能。根据焦平面聚焦能流密度分布特点,结合文献提及的腔体结构,文中重点研究了圆柱形接收器和半球形接收器。分析了结构参数对腔体内表面积能流密度分布特征的影响。根据能流密度均匀性指标,可以结合实际的需要来选取接收器的形状和结构参数。 最后,选取圆柱形接收器为研究对象,分析了能量损失与流体平均温度的关系。并重点研究了管道直径、倾角和圆柱形接收器的高度对能量损失的影响。对比他人的实验研究,得出各因素对流体平均温度的影响。
【学位授予单位】：中南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TK513.1

【参考文献】

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本文编号：2649376