一種多孔容積式太陽能吸熱器的高溫熱轉(zhuǎn)換特性研究.pdf

1、太陽能聚集器與太陽能高溫吸熱器是太陽能熱利用系統(tǒng)中的兩大關(guān)鍵部件，聚集器的聚集效果與吸熱器的熱轉(zhuǎn)換效率影響到整個太陽能熱轉(zhuǎn)換系統(tǒng)效率的高低。泡沫金屬由于其耐高溫、比表面積大、熱導率高、性能穩(wěn)定等優(yōu)點，被廣泛應(yīng)用于非空氣工質(zhì)的太陽能吸熱器的研究與應(yīng)用之中。本文以十六碟太陽能聚集器為能量輸入平臺，考慮其聚集性能約束，通過吸熱器研制、實驗測量和理論分析，研究高溫有壓氣流高效熱轉(zhuǎn)換技術(shù)。
　　首先針對十六碟聚集器進行了設(shè)備的檢修與調(diào)試，采

2、用實驗測量研究的方法獲得了十六碟聚集器焦斑聚集能流分布特性；利用水冷熱流計、紅外熱像儀等設(shè)備對聚集光束在熱轉(zhuǎn)換元件內(nèi)的傳輸特性進行了實驗研究與分析。
　　針對十六碟聚集器的太陽能流條件，設(shè)計了一款高效熱轉(zhuǎn)換實驗裝置，構(gòu)建了太陽能熱轉(zhuǎn)換實驗裝置的高效緊湊結(jié)構(gòu)技術(shù)方案；太陽能高溫熱轉(zhuǎn)換實驗過程中涉及光學窗口、熱轉(zhuǎn)換器內(nèi)的太陽能吸收、熱輻射、對流和導熱耦合過程，利用Fluent軟件，對吸熱器內(nèi)高溫熱轉(zhuǎn)換過程進行了數(shù)值分析研究，獲得了熱轉(zhuǎn)

3、換實驗裝置的三維溫度場分布。
　　利用研制的實驗裝置與測量系統(tǒng)，以十六碟聚集器為平臺，進行太陽能高溫氣流熱轉(zhuǎn)換實驗研究，并對實驗結(jié)果進行分析；利用紅外熱像儀測量窗口及各壁面溫度，根據(jù)溫度測量結(jié)果計算各壁面散熱損失，對熱轉(zhuǎn)換系統(tǒng)進行換熱效率的分析。
　　通過本文研究，對容積式太陽能高溫熱轉(zhuǎn)換技術(shù)有了較為深入的認識，獲得了十六碟聚集器聚集及通過熱轉(zhuǎn)換元件的傳輸特性，對太陽能高溫熱轉(zhuǎn)換過程進行了仿真分析與實驗研究，研究結(jié)果對太陽能