基于AMTEC太陽能熱發(fā)電的毛細芯蒸發(fā)器內(nèi)的熱質(zhì)傳輸特性.pdf

1、基于CPL原理的碟式太陽能AMTEC熱發(fā)電系統(tǒng)具有無運動部件、無噪音、無需維護、工作可靠、高效潔凈、功率密度高、結構靈活、控溫能力強等特點。蒸發(fā)器作為整個AMTEC回路的動力源和太陽能能量接收器，其設計和運行顯得至關重要。尋找改善蒸發(fā)器性能的相關參數(shù)，對多孔芯蒸發(fā)器進行優(yōu)化，從而為AMTEC的推廣應用，特別是對基于AMTEC的碟式太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)的應用和設計有著重要的意義和價值。
　　本課題對基于AMTEC的碟式太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)的

2、毛細抽吸回路蒸發(fā)器內(nèi)的熱質(zhì)傳輸過程建立軸對稱恒溫相變模型，借助數(shù)值模擬手段，求解多孔芯區(qū)及液體通道區(qū)熱質(zhì)傳輸控制方程，得到工質(zhì)鈉在毛細多孔芯中的流動與傳熱特性，分析工質(zhì)流量、入口溫度、多孔芯厚度、孔隙率和有效孔徑等參數(shù)對壓力、速度和溫度分布的影響；同時對其他幾種堿金屬工質(zhì)如鉀，鈉鉀合金等的傳輸特性進行比較。此外還分析了插管的長度、管徑、熱阻和工質(zhì)流量等參數(shù)對毛細多孔芯及液體通道內(nèi)壓力、速度和溫度分布的影響。
　　研究結果表明：

3、r>　?。?）降低AMTEC冷凝器出口溫度，減小長徑比和增大流量都可以降低多孔芯內(nèi)表面的溫度；多孔芯內(nèi)工質(zhì)只沿徑向流動且其速度在軸向上大小基本相同。當物性及多孔芯結構確定后，多孔芯內(nèi)的壓降僅與流量成正比關系；增加孔隙率可降低多孔芯內(nèi)壓降，也會升高液體通道內(nèi)溫度；減小多孔芯的有效直徑，可以提高毛細芯最大毛細抽吸力，但同時也會明顯增加多孔芯內(nèi)的壓力損失；多孔芯的有效孔徑存在一個適用范圍。和水、氨等傳統(tǒng)工質(zhì)相比，以堿金屬為工質(zhì)的毛細多孔蒸發(fā)器

4、液體通道內(nèi)的溫度更加接近外表面飽和溫度，不利于蒸發(fā)器的運行。
　?。?）將進液管插入蒸發(fā)器液體通道中，可改善蒸發(fā)器的工作性能,不僅可以使多孔吸液芯內(nèi)表面溫度更加均勻，而且還可以降低多孔吸液芯內(nèi)表面的最高溫度，改善蒸發(fā)器的工作環(huán)境。插管對液體通道內(nèi)流動分布影響較大；而對于多孔芯內(nèi)的流動影響很小。隨著插管結構的變化，多孔芯內(nèi)表面及液體通道內(nèi)流體溫度分布發(fā)生變化，特定工況下存在最適宜的插管結構，使得多孔芯液體通道內(nèi)的分布最為均勻，不同工