中温太阳能集热器热性能分析与优化
发布时间：2021-05-11 10:20
太阳能热利用技术的不断发展和进步,人们越来越多的将注意力转移到太阳中、高利用的领域,太阳能中高温热利用空间更大和利用价值更高的领域。集热系统得到的热量可以用来发电,即太阳能热发电,也可以直接提供给到用热的各个部门,例如食品和纺织印染行业等,另外还有很多其它应用领域和应用形式。太阳能集热管是槽式太阳能集热系统的核心部分。本文首先对集热管的热性能进行理论分析,建立了三种集热管模型的计算模型,无玻璃管罩的镀膜金属管、有玻璃管罩的非真空或者真空金属-玻璃直通式集热管。MATLAB软件编程来求解模型,将计算结果与实验测试标准数据进行对比,证明了计算模型是可靠的。采用物理建模的CFD流体力学计算软件对集热管的实际情况进行了分析。详细介绍了稳态平衡法和准静态平衡法两种测试方法的基本原理和测试的基本过程。两种方法各有优点和缺点,并且都是只考虑了热损失的单一散热的过程。槽式系统可以实时来测试集热管和集热器的性能参数,三种不同的工作模式设定可以实现多种可能性,可以更加客观来评价太阳能集热管和集热系统热性能参数。槽式双轴跟踪太阳能器测试平台的搭建,为下一步集热系统的综合测试提供了参考,为太阳能集热系统测试方...
【文章来源】：中国民航大学天津市
【文章页数】：67 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 研究背景
1.2 太阳能
1.2.1 太阳能资源
1.2.2 槽式太阳能中温热利用
1.2.3 槽式太阳能集热管
1.3 研究现状
1.4 本文研究的主要内容
第二章 热损失过程的建模与求解
2.1 三种集热管模型
2.1.1 三种集热管模型的建立
2.1.2 三种集热管模型的热分析
2.2 无玻璃管罩集热管的热性能分析
2.2.1 金属管的换热分析
2.2.2 金属管与外界环境的换热分析
2.3 有玻璃管罩集热管的热性能分析
2.3.1 金属管的换热分析
2.3.2 夹层换热分析
2.3.3 玻璃透光罩管与外界环境的换热分析
2.4 计算模型的求解
2.4.1 模型的建立
2.4.2 奇异矩阵分解法
2.4.3 模型的验证
第三章 仿真模拟
3.1 仿真模拟理论基础
3.1.1 流体基础
3.1.2 湍流标准k-ε模型
3.1.3 辐射模型
3.2 CFD模拟仿真
3.2.1 计算流体力学CFD简介
3.2.2 物理建模和网格划分
3.2.3 边界条件的设定与计算
3.3 数值计算结果
3.3.1 后处理
3.3.2 计算结果分析
3.4 本章小结
第四章 集热管热性能测试
4.1 热损失测试方法和原理
4.2 稳态平衡法测试台
4.2.1 测试平台结构
4.2.2 测试系统
4.2.3 热损测试流程
第五章 槽式太阳能集热器测试台
5.1 准静态平衡法测试方法和原理
5.2 测试台结构
5.3 热工系统
5.3.1 热工系统架构
5.3.2 热工系统功能
5.3.3 主要操作界面
5.4 机械跟踪系统
5.4.1 跟踪系统架构
5.4.2 跟踪系统功能介绍
5.4.3 主要操作界面
5.4.4 操作模式
5.5 本章小结
第六章 结论和展望
6.1 结论
6.1.1 流体温度与尺寸的影响
6.1.2 环境温度的影响
6.1.3 综合分析
6.2 展望
致谢
参考文献
作者简介
【参考文献】：
期刊论文
[1]双轴跟踪槽式太阳能集热器性能试验[J]. 马炎,陈海军,钱裕,王银峰,马婷婷,朱跃钊. 热力发电. 2015(01)
[2]槽式太阳能热发电系统综述[J]. 郭苏,刘德有,王沛,许昌. 华电技术. 2014(12)
[3]直通式太阳能真空集热管的热性能研究[J]. 戴薇薇,王军,苏中元,龚广杰,张耀明. 东南大学学报(自然科学版). 2014(01)
[4]太阳能电池背板封装材料的发展状况[J]. 杨文忠,徐冰,黄宏深,施亚琤. 塑料制造. 2012(08)
[5]太阳能热发电发展现状及趋势[J]. 杜凤丽. 新材料产业. 2012(07)
[6]槽式太阳能电站集热管热性能测试[J]. 徐荣吉,何雅玲,肖杰,程泽东. 太阳能学报. 2012(01)
[7]金属-玻璃太阳能真空集热管的封接工艺技术[J]. 罗大为,李雪,沈卓身. 太阳能. 2012(01)
[8]太阳能热利用开启“中温时代”[J]. 节能与环保. 2010(08)
[9]抛物面槽式太阳能集热器热力性能研究[J]. 崔映红,卑振华. 华北电力大学学报(自然科学版). 2010(03)
[10]槽式太阳能聚光集热器热性能数值研究[J]. 熊亚选,吴玉庭,马重芳,张业强. 工程热物理学报. 2010(03)
硕士论文
[1]基于FLUENT的北极海冰三维温度场数值仿真和融化模拟[D]. 张萌萌.武汉理工大学 2013
[2]起重机常用基本构件风载荷系数研究[D]. 孙家斌.大连理工大学 2008
[3]太阳能热发电用储热混凝土的制备与储热单元模拟分析[D]. 李圆圆.武汉理工大学 2008
本文编号：3181236
【文章来源】：中国民航大学天津市
【文章页数】：67 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 研究背景
1.2 太阳能
1.2.1 太阳能资源
1.2.2 槽式太阳能中温热利用
1.2.3 槽式太阳能集热管
1.3 研究现状
1.4 本文研究的主要内容
第二章 热损失过程的建模与求解
2.1 三种集热管模型
2.1.1 三种集热管模型的建立
2.1.2 三种集热管模型的热分析
2.2 无玻璃管罩集热管的热性能分析
2.2.1 金属管的换热分析
2.2.2 金属管与外界环境的换热分析
2.3 有玻璃管罩集热管的热性能分析
2.3.1 金属管的换热分析
2.3.2 夹层换热分析
2.3.3 玻璃透光罩管与外界环境的换热分析
2.4 计算模型的求解
2.4.1 模型的建立
2.4.2 奇异矩阵分解法
2.4.3 模型的验证
第三章 仿真模拟
3.1 仿真模拟理论基础
3.1.1 流体基础
3.1.2 湍流标准k-ε模型
3.1.3 辐射模型
3.2 CFD模拟仿真
3.2.1 计算流体力学CFD简介
3.2.2 物理建模和网格划分
3.2.3 边界条件的设定与计算
3.3 数值计算结果
3.3.1 后处理
3.3.2 计算结果分析
3.4 本章小结
第四章 集热管热性能测试
4.1 热损失测试方法和原理
4.2 稳态平衡法测试台
4.2.1 测试平台结构
4.2.2 测试系统
4.2.3 热损测试流程
第五章 槽式太阳能集热器测试台
5.1 准静态平衡法测试方法和原理
5.2 测试台结构
5.3 热工系统
5.3.1 热工系统架构
5.3.2 热工系统功能
5.3.3 主要操作界面
5.4 机械跟踪系统
5.4.1 跟踪系统架构
5.4.2 跟踪系统功能介绍
5.4.3 主要操作界面
5.4.4 操作模式
5.5 本章小结
第六章 结论和展望
6.1 结论
6.1.1 流体温度与尺寸的影响
6.1.2 环境温度的影响
6.1.3 综合分析
6.2 展望
致谢
参考文献
作者简介
【参考文献】：
期刊论文
[1]双轴跟踪槽式太阳能集热器性能试验[J]. 马炎,陈海军,钱裕,王银峰,马婷婷,朱跃钊. 热力发电. 2015(01)
[2]槽式太阳能热发电系统综述[J]. 郭苏,刘德有,王沛,许昌. 华电技术. 2014(12)
[3]直通式太阳能真空集热管的热性能研究[J]. 戴薇薇,王军,苏中元,龚广杰,张耀明. 东南大学学报(自然科学版). 2014(01)
[4]太阳能电池背板封装材料的发展状况[J]. 杨文忠,徐冰,黄宏深,施亚琤. 塑料制造. 2012(08)
[5]太阳能热发电发展现状及趋势[J]. 杜凤丽. 新材料产业. 2012(07)
[6]槽式太阳能电站集热管热性能测试[J]. 徐荣吉,何雅玲,肖杰,程泽东. 太阳能学报. 2012(01)
[7]金属-玻璃太阳能真空集热管的封接工艺技术[J]. 罗大为,李雪,沈卓身. 太阳能. 2012(01)
[8]太阳能热利用开启“中温时代”[J]. 节能与环保. 2010(08)
[9]抛物面槽式太阳能集热器热力性能研究[J]. 崔映红,卑振华. 华北电力大学学报(自然科学版). 2010(03)
[10]槽式太阳能聚光集热器热性能数值研究[J]. 熊亚选,吴玉庭,马重芳,张业强. 工程热物理学报. 2010(03)
硕士论文
[1]基于FLUENT的北极海冰三维温度场数值仿真和融化模拟[D]. 张萌萌.武汉理工大学 2013
[2]起重机常用基本构件风载荷系数研究[D]. 孙家斌.大连理工大学 2008
[3]太阳能热发电用储热混凝土的制备与储热单元模拟分析[D]. 李圆圆.武汉理工大学 2008
本文编号：3181236
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