基于十六碟聚集器的太阳能热转换实验研究

发布时间：2024-07-09 05:02

　　能源是人类生存和发展的基础，是文明进步和社会发展的原动力，而太阳能是众多新能源中最容易获得和开发最早的。本文通过分析国内外先进研究成果，设计了一种带有螺旋盘管和多孔介质换热结构的吸热器，利用光学模拟软件TracePro设计一种聚光效果理想的太阳能二次聚集器，最后通过实验验证换热器的性能。 根据16碟太阳能实验台的结构尺寸，设计了太阳能二次聚集器，并模拟了存在误差的条件下，二次聚集器的聚光效果不能满足实验要求，通过改进二次聚集器的结构尺寸，得到了一种在误差存在的情况下，也能很好聚光的二次聚集器。 通过实验的方法确定了16碟太阳能聚集器焦点处的热流密度，并分别比较了带有光学窗口和二次聚集器时热流密度的差别，给出了相应的结论。 文中详细的分析了吸热器内部的换热过程，结合吸热器的简化结构模型，给出了工程计算所用到的公式和相关重要参数的求解方法。 对设计好的实验装置加工组装和实验，测量吸热器内部3个温度点的温度值，并分别对蓄热和通气两个不同阶段的温度变化给出了详细的分析，总结了实验过程中遇到的问题，并给出了进一步改进的意见。 本文的研究成果可以指导新型太阳能高效换热器的结构设计，提供理论计算、结...

【文章页数】：80 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题背景及研究的目的和意义
        1.1.1 能源利用的现状及未来
        1.1.2 太阳能的优点和优势
        1.1.3 我国的太阳能资源和利用现状
    1.2 太阳能热利用技术简介
        1.2.1 太阳能热利用的形式
        1.2.2 国外研究现状
        1.2.3 国内研究现状
    1.3 主要研究目的及主要的研究工作
    1.4 本章小结
第2章 太阳能二次聚集器设计
    2.1 引言
    2.2 16 碟聚集器聚光特性
        2.2.1 16 碟聚集器结构尺寸
        2.2.2 16 碟聚集器聚光实验
    2.3 二次聚集器的设计
        2.3.1 二次聚集器几何结构设计
        2.3.2 二次聚集器数值模拟
    2.4 二次聚集器冷却
        2.4.1 二次聚集器冷却结构设计
        2.4.2 二次聚集器冷却计算
    2.5 二次聚集器聚光实验
    2.6 本章小结
第3章 太阳能高温吸热腔设计
    3.1 引言
    3.2 光学窗口透过性实验
    3.3 太阳能高温吸热腔整体换热结构设计
        3.3.1 太阳能吸热腔多孔介质换热芯换热结构
        3.3.2 太阳能吸热腔侧壁多孔介质换热流道
        3.3.3 太阳能吸热腔双螺旋管换热结构
        3.3.4 太阳能吸热腔混合室结构
        3.3.5 太阳能吸热腔整体换热结构小节
    3.4 太阳能吸热腔整体结构换热的工程计算
        3.4.1 太阳能吸热腔内部换热过程分析
        3.4.2 建立太阳能吸热腔换热计算模型
        3.4.3 太阳能吸热腔换热计算模型中重要参数的计算
        3.4.4 太阳能吸热腔换热计算关联式求解
    3.5 本章小结
第4章 太阳能高温吸热器实验
    4.1 引言
    4.2 太阳能高温气体热转换实验
        4.2.1 实验方案
        4.2.2 实验过程
    4.3 实验数据结果与分析
    4.4 实验误差分析
    4.5 本章小结
总结及展望
    结论
    展望
参考文献
致谢



本文编号：4004439