结构参数对圆柱孔簇腔式吸热器光学性能的影响研究
发布时间：2021-07-06 08:45
文章基于SolidWorks软件建立了圆柱孔簇腔式吸热器的物理、光学模型,然后利用Optisworks软件对该吸热器内壁的能流分布情况进行仿真,最后根据模拟结果研究了圆柱孔簇的结构参数对该吸热器的光学效率及其内壁能流分布情况的影响。分析结果表明:圆柱孔长度是吸热器内壁能流峰值的主要决定因素,圆柱孔长度对吸热器的光学效率无显著影响;吸热器内壁能流随着圆柱孔间距的增大而逐渐减小;吸热器中心圆柱孔内壁能流随着圆柱孔半径的增大而增大,吸热器第二层圆柱孔内壁能流随着圆柱孔半径的增大而减小;吸热器的光学效率随着圆柱孔间距的增大而减小,随着圆柱孔半径的增大而增大。
【文章来源】：可再生能源. 2018,36(11)北大核心
【文章页数】：7 页
【部分图文】：
圆柱孔簇腔式吸热器结构示意图
行热交换，被加热的空气最终由空气出口排出。本文实验系统的聚光器为抛物碟式太阳能聚光器，根据文献[9]中碟式斯特林热发电系统中抛物碟式太阳能聚光器的相关参数，设定本文抛物碟式太阳能聚光器的开口半径R为8.85m、焦距f为9.49m。在理想条件下抛物碟式太阳能聚光器焦斑的直径约为0.16m，考虑到光线跟踪误差及镜面误差，设置圆柱孔簇腔式吸热器的开口直径D为0.22m，这样可以避免焦斑脱靶现象的发生。此外，设置风裙的锥角为45°、垂直高度为0.09m、表面反射率为0.9。圆柱孔簇腔式吸热器内圆柱孔的分布示意图如图2所示。由图2可知，多孔介质内沿着径向布置了多层圆柱孔，各圆柱孔的高度h和半径d均相同。令第i层圆柱孔（以多孔介质中心为起点，沿着径向的第i层圆柱孔）的个数为Ni，相邻两层圆柱孔边缘之间的距离ds均相等（统称为圆柱孔间距），最外层圆柱孔外边缘与多孔介质边缘之间的距离（安全距离）为0.5d，第i层圆柱孔分布圆的半径为ri，第i层圆柱孔的分布圆上两个相邻圆柱孔圆心之间的中心角为θi。此外，为了研究各层圆柱孔内壁的能流分布情况，本文在点C111，C112，C211，C212，C241及C242的竖直方向上布置了多个测点。其中，C111和C112均位于第一层圆柱孔（中心圆柱孔）上，C211，C212，C241及C242均位于第二层圆柱孔上。图1圆柱孔簇腔式吸热器结构示意图Fig.1Structurediagramofcylindricalclustercavityreceiver空气出口金属壳体多孔介质保温材料空气入口石英窗风裙空气入口图2圆柱孔簇腔式吸热器内圆柱孔的分布示意图Fig.2Cylindricalholedistributiondiagramofcylindricalclustercavityreceiver（a）吸热器主视图（b）吸热器俯视?
内的多孔介质进行热交换，被加热的空气最终由空气出口排出。本文实验系统的聚光器为抛物碟式太阳能聚光器，根据文献[9]中碟式斯特林热发电系统中抛物碟式太阳能聚光器的相关参数，设定本文抛物碟式太阳能聚光器的开口半径R为8.85m、焦距f为9.49m。在理想条件下抛物碟式太阳能聚光器焦斑的直径约为0.16m，考虑到光线跟踪误差及镜面误差，设置圆柱孔簇腔式吸热器的开口直径D为0.22m，这样可以避免焦斑脱靶现象的发生。此外，设置风裙的锥角为45°、垂直高度为0.09m、表面反射率为0.9。圆柱孔簇腔式吸热器内圆柱孔的分布示意图如图2所示。由图2可知，多孔介质内沿着径向布置了多层圆柱孔，各圆柱孔的高度h和半径d均相同。令第i层圆柱孔（以多孔介质中心为起点，沿着径向的第i层圆柱孔）的个数为Ni，相邻两层圆柱孔边缘之间的距离ds均相等（统称为圆柱孔间距），最外层圆柱孔外边缘与多孔介质边缘之间的距离（安全距离）为0.5d，第i层圆柱孔分布圆的半径为ri，第i层圆柱孔的分布圆上两个相邻圆柱孔圆心之间的中心角为θi。此外，为了研究各层圆柱孔内壁的能流分布情况，本文在点C111，C112，C211，C212，C241及C242的竖直方向上布置了多个测点。其中，C111和C112均位于第一层圆柱孔（中心圆柱孔）上，C211，C212，C241及C242均位于第二层圆柱孔上。图1圆柱孔簇腔式吸热器结构示意图Fig.1Structurediagramofcylindricalclustercavityreceiver空气出口金属壳体多孔介质保温材料空气入口石英窗风裙空气入口图2圆柱孔簇腔式吸热器内圆柱孔的分布示意图Fig.2Cylindricalholedistributiondiagramofcylindricalclustercavityreceiver（a）吸热器主视图（
【参考文献】：
期刊论文
[1]对称型太阳能聚光集热系统吸热器能流分布的运动累加计算方法[J]. 颜健,彭佑多,程自然,余佳焕. 光学学报. 2016(05)
[2]球形腔式太阳能吸热器性能的数值研究[J]. 毛青松,龙新峰. 可再生能源. 2012(05)
[3]太阳能热发电系统中腔式吸热器的光学性能[J]. 毛青松,龙新峰. 可再生能源. 2012(03)
本文编号：3267922
【文章来源】：可再生能源. 2018,36(11)北大核心
【文章页数】：7 页
【部分图文】：
圆柱孔簇腔式吸热器结构示意图
行热交换，被加热的空气最终由空气出口排出。本文实验系统的聚光器为抛物碟式太阳能聚光器，根据文献[9]中碟式斯特林热发电系统中抛物碟式太阳能聚光器的相关参数，设定本文抛物碟式太阳能聚光器的开口半径R为8.85m、焦距f为9.49m。在理想条件下抛物碟式太阳能聚光器焦斑的直径约为0.16m，考虑到光线跟踪误差及镜面误差，设置圆柱孔簇腔式吸热器的开口直径D为0.22m，这样可以避免焦斑脱靶现象的发生。此外，设置风裙的锥角为45°、垂直高度为0.09m、表面反射率为0.9。圆柱孔簇腔式吸热器内圆柱孔的分布示意图如图2所示。由图2可知，多孔介质内沿着径向布置了多层圆柱孔，各圆柱孔的高度h和半径d均相同。令第i层圆柱孔（以多孔介质中心为起点，沿着径向的第i层圆柱孔）的个数为Ni，相邻两层圆柱孔边缘之间的距离ds均相等（统称为圆柱孔间距），最外层圆柱孔外边缘与多孔介质边缘之间的距离（安全距离）为0.5d，第i层圆柱孔分布圆的半径为ri，第i层圆柱孔的分布圆上两个相邻圆柱孔圆心之间的中心角为θi。此外，为了研究各层圆柱孔内壁的能流分布情况，本文在点C111，C112，C211，C212，C241及C242的竖直方向上布置了多个测点。其中，C111和C112均位于第一层圆柱孔（中心圆柱孔）上，C211，C212，C241及C242均位于第二层圆柱孔上。图1圆柱孔簇腔式吸热器结构示意图Fig.1Structurediagramofcylindricalclustercavityreceiver空气出口金属壳体多孔介质保温材料空气入口石英窗风裙空气入口图2圆柱孔簇腔式吸热器内圆柱孔的分布示意图Fig.2Cylindricalholedistributiondiagramofcylindricalclustercavityreceiver（a）吸热器主视图（b）吸热器俯视?
内的多孔介质进行热交换，被加热的空气最终由空气出口排出。本文实验系统的聚光器为抛物碟式太阳能聚光器，根据文献[9]中碟式斯特林热发电系统中抛物碟式太阳能聚光器的相关参数，设定本文抛物碟式太阳能聚光器的开口半径R为8.85m、焦距f为9.49m。在理想条件下抛物碟式太阳能聚光器焦斑的直径约为0.16m，考虑到光线跟踪误差及镜面误差，设置圆柱孔簇腔式吸热器的开口直径D为0.22m，这样可以避免焦斑脱靶现象的发生。此外，设置风裙的锥角为45°、垂直高度为0.09m、表面反射率为0.9。圆柱孔簇腔式吸热器内圆柱孔的分布示意图如图2所示。由图2可知，多孔介质内沿着径向布置了多层圆柱孔，各圆柱孔的高度h和半径d均相同。令第i层圆柱孔（以多孔介质中心为起点，沿着径向的第i层圆柱孔）的个数为Ni，相邻两层圆柱孔边缘之间的距离ds均相等（统称为圆柱孔间距），最外层圆柱孔外边缘与多孔介质边缘之间的距离（安全距离）为0.5d，第i层圆柱孔分布圆的半径为ri，第i层圆柱孔的分布圆上两个相邻圆柱孔圆心之间的中心角为θi。此外，为了研究各层圆柱孔内壁的能流分布情况，本文在点C111，C112，C211，C212，C241及C242的竖直方向上布置了多个测点。其中，C111和C112均位于第一层圆柱孔（中心圆柱孔）上，C211，C212，C241及C242均位于第二层圆柱孔上。图1圆柱孔簇腔式吸热器结构示意图Fig.1Structurediagramofcylindricalclustercavityreceiver空气出口金属壳体多孔介质保温材料空气入口石英窗风裙空气入口图2圆柱孔簇腔式吸热器内圆柱孔的分布示意图Fig.2Cylindricalholedistributiondiagramofcylindricalclustercavityreceiver（a）吸热器主视图（
【参考文献】：
期刊论文
[1]对称型太阳能聚光集热系统吸热器能流分布的运动累加计算方法[J]. 颜健,彭佑多,程自然,余佳焕. 光学学报. 2016(05)
[2]球形腔式太阳能吸热器性能的数值研究[J]. 毛青松,龙新峰. 可再生能源. 2012(05)
[3]太阳能热发电系统中腔式吸热器的光学性能[J]. 毛青松,龙新峰. 可再生能源. 2012(03)
本文编号：3267922
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