碟式太阳能聚光器恒风速下流场分析与风载特性研究

发布时间：2020-05-20 05:30

【摘要】：聚光器是碟式太阳能热发电系统中最重要的设备之一，其尺寸较大，所受风载荷的大小直接关系着整个系统的设计工作和聚光器工作时对跟踪系统中电机的选择，因此对其所受风载荷的计算显得尤为重要。计算风工程方法又称为数值风洞方法，与直接的风洞试验相比有其独特优越性：具有模拟真实风环境的能力，可以构建原型尺度的计算模型，按实际的风环境进行仿真和模拟，避免了风洞试验只能进行缩尺实验的不足。目前，对于碟式太阳能聚光器的研究主要集中在其结构形式、聚光性能、经济性等方面，而计算风工程则主要在建筑物、城市规划、桥梁、建筑采暖与通风、火灾与灭火等问题上得到了广泛的应用并取得了可喜的成就，但是对于碟式太阳能聚光器受风载荷影响的研究还不多。为此，基于计算风工程法的优点和太阳能聚光器的结构特点，本文将聚光器的简化物理模型导入流体仿真软件进行数值模拟计算，采用数值仿真方法和灰色理论等相结合的方法对碟式太阳能聚光器恒定风速下的流场与风载特性进行分析研究，论文主要创新点和研究工作如下：（1）应用数值风洞方法对碟式太阳能聚光器流场进行数值模拟仿真，揭示了不同工况下碟式太阳能聚光器周围流场及表面风压分布规律；（2）依据构建的碟式太阳能聚光器风载荷模型得出了不同工况下聚光器风力系数和风力矩系数的大小和其随风速、高度角及方位角的变化规律，可为相关模型受风力作用时的风力大小和风力矩大小的计算提供便利；（3）采用模糊灰色关联分析方法对聚光器表面最大风压、侧向力、阻力、升力、俯仰力矩、翻滚力矩和方位力矩的影响因素进行灰色关联分析，，揭示了风速、高度角、方位角对上述力及力矩的影响规律。
【图文】：

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图 1.1 美国太阳Ⅱ号塔式太阳能热发电图 1.2 LUZ 公司的 SEGSⅧ槽式太阳能热发电站图 1.3 SES 公司 25kW 的碟式太阳能热发电系统图 1.4 宏海与 Cleanergy 的碟式太阳能热发电系统在国内，20 世纪 80 年代初，湖南湘潭电机厂与美国公司合作设计并研制成了功率 5kW 的碟式太阳能热发电装置样机。2011 年 4 月，浙江华仪康迪斯太阳能科技有限公司自主研发的中国首台 10kW 碟式斯特林聚光发电系统（配置 V-161 斯特林发动机）样机在宁夏回族自治区石嘴山市投入测试及试运行。2012 年 7 月底，

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【参考文献】