基于十六碟聚集器的太阳能热转换实验研究

【摘要】：能源是人类生存和发展的基础，是文明进步和社会发展的原动力，而太阳能是众多新能源中最容易获得和开发最早的。本文通过分析国内外先进研究成果，设计了一种带有螺旋盘管和多孔介质换热结构的吸热器，利用光学模拟软件TracePro设计一种聚光效果理想的太阳能二次聚集器，最后通过实验验证换热器的性能。 根据16碟太阳能实验台的结构尺寸，设计了太阳能二次聚集器，并模拟了存在误差的条件下，二次聚集器的聚光效果不能满足实验要求，通过改进二次聚集器的结构尺寸，得到了一种在误差存在的情况下，也能很好聚光的二次聚集器。 通过实验的方法确定了16碟太阳能聚集器焦点处的热流密度，并分别比较了带有光学窗口和二次聚集器时热流密度的差别，给出了相应的结论。 文中详细的分析了吸热器内部的换热过程，结合吸热器的简化结构模型，给出了工程计算所用到的公式和相关重要参数的求解方法。 对设计好的实验装置加工组装和实验，测量吸热器内部3个温度点的温度值，并分别对蓄热和通气两个不同阶段的温度变化给出了详细的分析，总结了实验过程中遇到的问题，并给出了进一步改进的意见。 本文的研究成果可以指导新型太阳能高效换热器的结构设计，提供理论计算、结构设计、换热效率分析的方法。 【关键词】：太阳能 高温热转换 多孔介质 高温吸热腔
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TK513.1
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第1章 绪论8-21
• 1.1 课题背景及研究的目的和意义8-10
• 1.1.1 能源利用的现状及未来8
• 1.1.2 太阳能的优点和优势8-9
• 1.1.3 我国的太阳能资源和利用现状9-10
• 1.2 太阳能热利用技术简介10-19
• 1.2.1 太阳能热利用的形式10-12
• 1.2.2 国外研究现状12-16
• 1.2.3 国内研究现状16-19
• 1.3 主要研究目的及主要的研究工作19-20
• 1.4 本章小结20-21
• 第2章 太阳能二次聚集器设计21-37
• 2.1 引言21
• 2.2 16 碟聚集器聚光特性21-24
• 2.2.1 16 碟聚集器结构尺寸21-22
• 2.2.2 16 碟聚集器聚光实验22-24
• 2.3 二次聚集器的设计24-30
• 2.3.1 二次聚集器几何结构设计24-26
• 2.3.2 二次聚集器数值模拟26-30
• 2.4 二次聚集器冷却30-33
• 2.4.1 二次聚集器冷却结构设计30-32
• 2.4.2 二次聚集器冷却计算32-33
• 2.5 二次聚集器聚光实验33-36
• 2.6 本章小结36-37
• 第3章 太阳能高温吸热腔设计37-62
• 3.1 引言37
• 3.2 光学窗口透过性实验37-41
• 3.3 太阳能高温吸热腔整体换热结构设计41-46
• 3.3.1 太阳能吸热腔多孔介质换热芯换热结构41-43
• 3.3.2 太阳能吸热腔侧壁多孔介质换热流道43-45
• 3.3.3 太阳能吸热腔双螺旋管换热结构45
• 3.3.4 太阳能吸热腔混合室结构45-46
• 3.3.5 太阳能吸热腔整体换热结构小节46
• 3.4 太阳能吸热腔整体结构换热的工程计算46-61
• 3.4.1 太阳能吸热腔内部换热过程分析46-48
• 3.4.2 建立太阳能吸热腔换热计算模型48-58
• 3.4.3 太阳能吸热腔换热计算模型中重要参数的计算58-61
• 3.4.4 太阳能吸热腔换热计算关联式求解61
• 3.5 本章小结61-62
• 第4章 太阳能高温吸热器实验62-73
• 4.1 引言62
• 4.2 太阳能高温气体热转换实验62-66
• 4.2.1 实验方案63-64
• 4.2.2 实验过程64-66
• 4.3 实验数据结果与分析66-70
• 4.4 实验误差分析70-71
• 4.5 本章小结71-73
• 总结及展望73-74
• 结论73
• 展望73-74
• 参考文献74-80
• 致谢80

您可以在本站搜索以下学术论文文献来了解更多相关内容