涉及相變的管內(nèi)流動換熱數(shù)值計算.pdf

1、大部分選取熔融鹽作傳熱或蓄熱介質(zhì)的聚光式太陽能熱發(fā)電站的發(fā)電成本較低，具有巨大商業(yè)發(fā)展前景。但熔融鹽的高凝固點也成為了其實際應(yīng)用過程中最大的問題之一。因此，在運行過程中熔融鹽的流動回路需要加設(shè)伴熱電纜等保溫裝置，由此增大了附加電耗。另外，系統(tǒng)中心集熱板無法實現(xiàn)電伴熱，只能利用其他方式進行導(dǎo)熱來維持高溫，上述一系列問題限制了聚光式太陽能熱電站的可靠性及其運行效率。解決上述問題一種有效的方式就是對系統(tǒng)進行冷態(tài)填料。
　　本文首先使用V

2、OF多相流模型對熔融鹽管道填料過程中的凝固問題進行了描述。當(dāng)熔融鹽填充到冷管道中時，靠近壁面的熔融鹽迅速被冷卻，凝固現(xiàn)象發(fā)生。接著，利用焓值法計算了熔融鹽的凝固和熔化過程。模型得到了MSEE（Molten Salt Electric Experiment）集熱器冷態(tài)填料實驗的驗證。研究中詳細(xì)分析了熔融鹽在微細(xì)圓直管道中的流動特性和傳熱特性，熔融鹽管道填料過程的凝固和凝固層的變化過程主要受壁面和流體溫度影響。熔融鹽尚未充滿管道時，管壁的冷

3、卻作用占主導(dǎo)地位，故主要發(fā)生凝固，而當(dāng)熔融鹽充滿管道后，高溫熔融鹽對壁面的加熱作用占主導(dǎo)地位，熔融鹽凝固層逐漸熔化。同時，針對管道的堵塞現(xiàn)象，本文還提出了最大流動距離模型，模型與實驗數(shù)據(jù)具有較好的匹配性。此外，本文比較了不同因素對填料過程的影響，并對與熔融鹽直管道相連的熔融鹽儲罐的放熱過程進行了數(shù)值模擬計算。模擬結(jié)果與文獻中斜溫層理論匹配良好，同時表明，斜溫層儲罐的放熱性能主要依賴于罐體高度、雷諾數(shù)等參數(shù)。熔融鹽儲罐的放熱效率隨著高度的