太阳能裂解ZnO/Zn工质中热输运特性

发布时间：2021-06-27 08:10

　　随着社会经济的发展,人类对能源的需求量越来越大。面临传统化石燃料不断减少及由其造成的环境污染问题日益严重的现状,迫切需要我们发展环境友好型新能源。太阳能热化学制氢是以太阳能作为热源,通过化学反应制取氢气的过程。由于其成本较低、环境友好、循环效率较高等特点而具有极大的发展空间。本文对Zn O/Zn工质对的太阳能两步热化学循环水解制氢过程进行了研究。主要包括Zn O在太阳能反应腔内的高温分解过程及锌颗粒在水解反应腔内的水解反应两个过程。研究反应腔的热输运特性对提高反应腔内反应物的转化率,优化反应腔的设计及提高太阳能-化学能的转化率是非常重要的。本文借助CFD建立了耦合了导热、对流、辐射及化学反应的综合过程的太阳能反应腔的稳态热传输模型。利用该稳态热传输模型得到了太阳能热解Zn O/Zn制氢反应中稳态热输运特性及太阳能反应腔的运行参数及结构参数对Zn O转化率的影响规律。根据稳态热传输模型建立了太阳能反应腔的瞬态热传输模型。该瞬态热传输模型对其中的辐射传输模型进行了改进,包括将光谱的影响加入到辐射传输方程的求解中,考虑陶瓷壁面的发射率及Zn O颗粒吸收因子的光谱及温度特性。得到的反应腔温度比... 

【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校

【文章页数】：80 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

反应腔模型及边界条件

里取陶瓷材料与保温层材料间的空气间隙为 1μm，即图 2-6边界条件取值见表 2-4。在稳态无颗粒流的条件下，利用上腔稳态热传输模型对本节的反应腔进行计算，得到了反应能量耗散分数。与文献[21]中结果对比如图 2-8、2-9 所示

管道之间存在不随主流流体运动的流体。主流流束强升高。在流束外表面的流体既要受到惯性力的作要受到粘性力及逆向压力的作用，在某一位置处，流流动方向流动，并且不停地做漩涡运动。流流体运动到反应腔出口位置处时，管道的直径突性的作用不能完全按照管道的形状运动，只能平滑壁面之间存在着不随主流流体运动的流体。流束的压强减小，这样在正向压差的作用下，主流流束外作漩涡运动。流体在反应腔收缩部位的下方处，主生原因与以上的分析类似。腔右上方的漩涡与喂料口右侧的漩涡的运动方向正成了一个大的漩涡。做漩涡运动的流体在粘性力的，被主流带走，同时会不断有新的流体加入到漩涡

【参考文献】：
期刊论文
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本文编号：3252474