30m~2槽式太阳能集热器性能模拟研究

本文针对30 m~2槽式太阳能集热试验装置,对太阳能集热器的性能进行了模拟。分析了太阳能集热器光热转化过程,建立了太阳能能量转换与传递模型,并开发了模拟计算程序,研究了集热器关键结构参数和运行参数对集热性能的影响规律。具体考察了太阳辐照强度、工质流量、环境风速、吸热管管径等对集热效率的影响。结果表明:太阳能集热器的集热效率随太阳辐照强度的增加而增大,随工质流量的增加而增大,存在最佳的吸热管管径使得集热效率最大。研究结果将为太阳能集热器的设计提供参考依据。     

平板微热管阵列-CPC太阳能空气集热器集热特性

对新型平板微热管阵列-复合抛物面太阳能空气集热器的结构、集热特性,包括时间常数、集热效率及阻力性能进行了理论分析和实验研究。通过实验研究和对集热器性能的分析,得出了该集热器的瞬时效率曲线和阻力特性曲线。研究结果表明,该集热器在春季的平均集热效率在53%左右,在风量60~320 m~3/h的工况下,阻力小于22 Pa。此外,在空气流量为260 m~3/h时,测得该集热器的时间常数约为16 min。     

基于内插吸光板的太阳能集热器分析

本文提出一种吸光板分布在流体中的多通道太阳能集热器.建立了太阳能集热器的热力性能模型和能量方程,利用MATLAB,由有限差分法求解能量方程.通过计算获得的二维温度分布评估集热器的性能.针对不同的参数(质量流量和吸光板数量)展开的研究结果表明,入口质量流量越大、吸光层数越少,集热器的热效率越高.此外,集热器进出口存在压降,为维持流体持续流动,所需的泵功也被考虑在内,结果显示此部分可忽略.     

基于TRNSYS的太阳能集热系统能量转化分析与优化

建立了太阳能集热器非稳态数学模型。以工程实例为研究对象,借助于TRNSYS软件,分析不同集热器类型,集热面积,水箱容积,水箱流量对太阳能集热系统性能的影响。优化集热器和水箱设计参数,采用变流量水箱系统,对提高太阳能集热系统综合性能有指导意义。     

流量分配不均下三股流板翅式换热器数值研究

建立了流量分配不均下多股流板翅式换热器通用传热数学模型,并通过FLUENT仿真和自主编程相结合的方式实现了板翅式换热器数值计算。以机载交叉式三股流板翅式换热器为例,通过与文献试验数据对比论证了数值方法的合理性,分析了变流体比热容、流体入口温度和流体流动阻力条件下流量分配不均对多股流板翅式换热器传热性能的影响。     

多点聚焦下腔式吸热器水动力特性的研究

塔式太阳能热发电系统中,由于镜场辐射投射到吸热器受热面上同一目标点(即单点聚焦),造成受热面局部区域高度集中,呈现出时间和空间分布的不均匀现象,导致系统工质流量分配及水循环安全特性恶化。为此,在前面研究的基础上,研究了多点聚焦方式下,腔式吸热器热负荷分布和受热管组内工质流量分配、热偏差及流动特性,为塔式太阳能腔式吸热器安全运行及其水动力特性优化控制提供参考。     

槽式太阳能聚光集热器热性能数值研究

建立了槽式太阳能聚光集热系统的二维经验模型,应用试验数据验证了模型的可靠性。利用最新一代槽式太阳能集热管、结合LS-2聚光器,对其二者组成太阳能集热系统的光热性能进行了详细的数值研究,研究了传热流体流量、环境风速、传热流体与环境温差及环形空间压力等因素聚光集热器光热性能的影响。     

槽式太阳能集热系统的实验研究

本文设计搭建了槽式太阳能集热系统性能测试平台,通过不同工况下的实验测试数据分析了影响槽式太阳能集热系统性能的主要因素;针对槽式集热器的瞬时效率、集热效率及换热器的热损失系数展开了实验测试与分析计算,讨论了工质流量变化对槽式集热系统性能的影响规律。实验结果表明:晴朗天气瞬时集热效率在0.35～0.65范围内变化,换热器热损失系数在1 W/(m~2·℃)以下,研究结果为槽式太阳能集热系统大规模应用提供一定参考价值。     

聚光太阳能PV/T空气集热器能量和(火用)效率分析

文中建立了带有散热翅片的复合抛物面聚光太阳能PV/T空气集热器内部传热过程的一维稳态数学模型,对传热过程进行了数值模拟,对集热器热、电、(火用)和净电效率进行了计算.分析了空气质量流量、入射光强度、风速对集热器的空气温度及系统各效率的影响.结果表明:随着入射光强度的增加,空气进出口温差、热和(火用)效率是增大的,而电效率则有所降低.随着空气流量的增加,系统的净电效率和进出口温度差是降低的.通过计算可知集热器的(火用)效率在18%～11%,热效率可达65%,净电效率低于2%,并明显受空气质量流速的影响.     

竖管中CO2泡沫压裂液的管流阻力特性

CO2泡沫压裂液具有非牛顿流体性质,其在实际施工条件下的油管流动特性直接影响到对井底射孔处的压力确定,从而对进行准确的裂缝预测、压裂效果评估具有重要的意义。对垂直下降管中CO2泡沫压裂液的管流阻力特性进行了实验研究,二氧化碳泡沫压裂液的摩擦阻力随着流速的增大而增大,随着温度和压力的增大而减小;并通过实验研究得出了泡沫压裂液在垂直下降管中流动时的摩擦阻力系数的计算关联式,其在本文实验工况下的平均计算误差为14.8％。     

基于颗粒堆积床模型的线性菲涅尔式太阳能甲醇重整制氢系统综合性能研究

本文建立了线性菲涅尔式太阳能吸热/反应器光热–化学反应过程三维数值模型，并对其缩小模型进行了研究，探究了典型的外部因素(太阳能热流分布)和内部因素(催化剂颗粒半径)对系统流动换热与热化学反应综合性能的影响。首先，基于离散元法建立了催化剂颗粒随机堆积床模型。其次，基于蒙特卡罗光线追迹法与多目标优化遗传算法获得了太阳能热流分布。然后，对比了优化前的、优化后的以及理想情况下的系统综合性能，进一步分析了催化剂颗粒半径的影响。研究发现，热流优化后的系统化学反应性能接近于理想，而减小颗粒半径也可促进化学反应，但会增加流动阻力。催化剂颗粒大小的优选或可综合考虑反应程度、流动阻力和烧结温度限制等进行权衡选取。     

八达岭太阳能塔式热发电吸热器水动力特性仿真研究

本文以八达岭塔式太阳能热发电实验电站腔式吸热器为研究对象,根据吸热器的结构和工作原理,利用热力学定律建立了吸热器系统水动力仿真数学模型,模拟了吸热器蒸发受热面系统内工质的流动,通过吸热器水动力的仿真实验从而得到在不同的太阳辐照强度下吸热器蒸发受热面入口流量的分配规律。论文结论对实际太阳能热发电站吸热器的设计及安全运行具有指导意义。     

分布式微能源网系统集成设计优化研究

分布式冷热电联供是一种多能源综合互补、高效利用的有效方式.本文以广州某2000 m2公寓楼为例构建集"源、储、荷"三位一体的分布式微能源网系统,建立了固体氧化物燃料电池、太阳能集热器等系统关键设备数学模型,基于理想点法优化了系统的集热场面积、热水罐体积、基岩储热容量等关键设计参数,使系统具有最佳的综合性能.结果表明,在...     

高寒地区太阳能毛细管供暖系统实验研究

针对呼和浩特地区太阳能毛细管网供暖系统运行特性,搭建了太阳能毛细管网供暖系统,对系统进行理论与实验研究,测试该系统对室内热环境的影响。研究结果表明:在较为晴朗的天气情况下,太阳能集热器典型日平均集热功率为7.12 kW、集热效率为50.5%。储热水箱保温效果良好的情况下,毛细管供暖系统在典型日平均供暖效率为38.9%。毛细管网供暖房间室内早晚温差较大,导致各层温度分布较不均匀;相较于室外环境与未供暖房间,平均温度分别提高了16.68℃和8.84℃。通过房间热舒适性分析,多数时间室内具有较好的热舒适性,但在中午时间段内需根据情况进行适当的流量调节。该研究为太阳能毛细管网系统在高寒地区推广应用提供了研究基础。     

不同离散格式下的离心泵内部流动数值模拟研究

为研究离散格式对离心泵性能预测精度的影响,本文以自吸式离心泵为计算模型,采用Realizableκ-ε湍流模式进行三维内流场的数值模拟研究,分析了从零流量到最大工作流量下的内部流动和水力性能。建立了考虑内部间隙影响的自吸式离心泵全三维计算模型,分析了动量方程对流项采用一阶差分和二阶差分格式对计算精度的影响,同时分析了压力项的Standard和PRESTO离散格式对计算精度的影响。结果表明,在小流量工况下,采用二阶迎风格式具有较高的计算精度,而在大流量工况下采用一阶迎风格式更为合适。该结果可为准确预测离心泵全工况外特性提供参考依据。     

脉冲管制冷机中惯性管的数值模拟研究

本文利用Fluent软件对惯性管进行数值模拟,计算采用二维层流的数值模型,得到惯性管入口处质量流量与压力波之间的相位及惯性管内部的压力波幅值和质量流量幅值的变化,给出不同频率及惯性管尺寸对惯性管入口处压力波与质量流量之间的相位的影响.通过分析并计算得到脉冲管冷端质量流量,进行设计计算.     

套管型太阳能吸附集热器实验研究

针对常用太阳能吸附制冷装置采用平板式太阳能吸附集热器存在的不足,如焊接密封工艺要求高,不能应用氨工质,工程应用检修要求复杂等,本文构造了套管型太阳能吸附集热器,它除了可有效克服上述问题外,还可采用玻璃真空管等工艺取代发泡材料进行热防护处理,而且还能用于以真空系统运行的太阳能吸附制冷系统(采用水或甲醇等为制冷剂)。本文以活性碳-甲醇为工质对,对套管太阳能吸附集热器进行了实验,研究发现,该装置性能与玻璃套管类型,管间距等有关。采用普通型玻璃套管,其性能比平板吸附集热器系统略有下降,但处理工艺比较简单,成本较低,商用前景较好。     

新型太阳能与燃气轮机联合循环互补系统集热场优化研究

新型太阳能与燃气轮机联合循环互补系统根据不同类型的太阳能集热装置的集热特性,实现其与燃气轮机联合循环系统的梯级互补,将太阳能直接蒸汽发生系统(DSG)与高压蒸汽蒸发过程耦合,同时将低压蒸汽的生成过程与热管式真空管集热器进行耦合。本文主要针对真空管集热场中集热器行间距及倾斜角等参数的优化问题,开展其对全年有效太阳热能及平均集热效率影响规律的研究。     

水冷包层模块局部模型流量分配数值模拟

用JAEA 水冷包层(WCSB)模块侧壁的流量分配实验验证了SST 湍流模型,建立了水冷包层模块第一壁的数值分析模型,研究了第一壁各冷却管中的流量分配情况。分析结果发现,第一壁模型入口集管中存在复杂的流动行为,冷却剂可以明显的区分为主流和逆流两大部分,其中主流进入冷却管的位置是影响流量分配的主要因素,逆流区形成了一系列次级涡流和沿管壁的环向流动。分析结果表明,在第一壁模型中,在所以条件下,各冷却剂通道中存在流量分配不均匀现象,流速最大值与最小值偏差均小于2%。     

多点流场压力实时测量系统的设计和实现

多点流场压力实时测量系统的研制是为了测量某设备内部的各种液体或气体等参数的流动情况，实时地监测设备内部的流动参数的变化情况，准确得到压力测量值，并对所测的压力分布数据进行分析、判断，找出流场参数对设备性能的影响。