立式太陽(yáng)能熱氣流電站蓄熱層的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及蓄放熱性能研究.pdf

1、主要針對(duì)立式集熱板太陽(yáng)能熱氣流電站的蓄熱層進(jìn)行理論研究。通過(guò)考慮系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行環(huán)境與相變蓄熱材料的選取原則，選擇石蠟中的正十八烷作為蓄熱層的填充材料。
　　基于結(jié)構(gòu)力學(xué)中的超靜定問(wèn)題和彈性力學(xué)中的矩形薄板小撓度彎曲理論，對(duì)所設(shè)計(jì)的矩形立式蓄熱裝置進(jìn)行了強(qiáng)度校核，結(jié)果表明:該結(jié)構(gòu)的底板實(shí)際所受應(yīng)力在許用應(yīng)力范圍內(nèi)，而底部側(cè)板的應(yīng)力超出許用應(yīng)力。為了增加結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性并且提高導(dǎo)熱效率，采用在箱體內(nèi)部添加金屬隔板的方式。經(jīng)過(guò)計(jì)算，在最大許用

2、應(yīng)力下，內(nèi)部隔板間距至少維持在0.29m才能使裝置滿(mǎn)足受力條件。
　　比較分析了研究相變材料常用的溫度法模型和焓法模型，在建立數(shù)學(xué)模型時(shí)考慮了石蠟固液相變時(shí)產(chǎn)生的微自然對(duì)流的流動(dòng)及傳熱過(guò)程，利用數(shù)值計(jì)算的方法對(duì)石蠟相變過(guò)程時(shí)溫度變化規(guī)律和溫度場(chǎng)進(jìn)行了計(jì)算，并與實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行比較，驗(yàn)證了數(shù)值計(jì)算方法的正確性，因此可以利用數(shù)值計(jì)算的方法來(lái)獲得石蠟相變過(guò)程的溫度變化規(guī)律。
　　以傳熱學(xué)和流體力學(xué)理論為基礎(chǔ)，建立了相變蓄熱裝置的物理模

3、型和數(shù)學(xué)模型，采用CFD數(shù)值計(jì)算軟件對(duì)該蓄熱裝置的蓄/放熱過(guò)程進(jìn)行了數(shù)值模擬研究，獲得了相變過(guò)程中的溫度場(chǎng)以及相界面的移動(dòng)規(guī)律。結(jié)果表明:在自然對(duì)流的作用下，石蠟的相變速率能夠顯著提高，且其自然對(duì)流對(duì)熔化的強(qiáng)化效果比凝固過(guò)程明顯，同時(shí)石蠟在熔化過(guò)程中相界面出現(xiàn)明顯的傾斜現(xiàn)象，這是由于高溫液態(tài)石蠟流動(dòng)并在上部聚集引起的。
　　分析了銅質(zhì)隔板間距為0.5m、0.25m、0.17m、0.125m時(shí)，蓄熱裝置內(nèi)部的相變過(guò)程，結(jié)果表明:熔化