带蓄热的开放式集热器性能的理论和实验研究

带蓄热的开放式集热器性能的理论和实验研究

论文摘要

太阳能热风发电技术是一项综合应用温室效应技术、烟囱技术以及风力涡轮发电机技术于一体的太阳能热发电技术,是实现大规模开发利用太阳能的一种新途径,在能源危机和环境污染的双重压迫下,太阳能热风发电技术以其独特的优点成为大规模利用太阳能发电的可行性方式。白太阳能热风发电技术提出后,受到了国内外许多学者和专家的关注。从上世纪80年代至今,德国、美国、西班牙、印度、澳大利亚、南非、中国等国家对太阳能热风发电技术进行了多方面的研究。本文在此基础之上,进行了归纳总结,建立了系统理论和实际循环分析模型,集热器的理论分析模型以及各部分的转换效率在太阳能热风发电系统中,太阳能集热器作为最重要的部件之一,集热器的性能受到诸多因素的影响,如环境因素、太阳能辐射强度、集热器自身参数等。为确定以上因素对集热器性能的影响,本文设计并搭建了太阳能集热器性能试验装置,蓄热材料分别采用石子,水管和沙子等,改进蓄热器的结构,经过大量试验得到一些有益的结论,试验表明带小孔的铝板中间放置的集热形式,集热器性能较好。本课题得到国家自然科学基金项目“太阳能热风发电系统内部空气流和能量流的理论和试验研究”(编号:50476078)的支持。

论文目录

  • 中文摘要
  • ABSTRACT
  • 第一章 绪论
  • §1.1 概述
  • §1.2 太阳能与化石能源的比较
  • §1.2.1 化石能源带来的问题
  • §1.2.2 太阳能资源开发利用特点
  • §1.2.3 太阳能发展前景
  • §1.3 我国的太阳能资源
  • §1.4 太阳能热利用发电系统
  • §1.4.1 聚光型太阳能热发电系统
  • §1.4.2 非聚光型太阳能热发电
  • §1.5 国内外的发展状况
  • §1.5.1 国外的发展状况
  • §1.5.2 国内的发展状况
  • §1.6 本课题的研究方案与意义
  • §1.7 本课题的主要工作
  • 第二章 集热器模型及能量转换分析
  • §2.1 集热器传热模型
  • §2.1.1 集热器顶棚的热平衡分析
  • §2.1.2 集热器吸热面的热平衡分析
  • §2.1.3 集热器内空气的热平衡分析
  • §2.2 集热器效率
  • §2.3 涡轮发电机功率计算
  • §2.4 太阳能烟囱的能量转换效率
  • §2.5 风力涡轮机的能量转化效率
  • §2.6 太阳能烟囱发电系统能量转换效率分析
  • §2.7 本章小节
  • 第三章 集热器性能试验装置的组成
  • §3.1 建立小型试验装置的目的
  • §3.2 集热器箱体
  • §3.3 集热器出风管道和流量测量系统
  • §3.4 太阳能辐射模拟装置
  • §3.5 辐射强度和温度测量系统
  • §3.5.1 辐射强度的测量
  • §3.5.2 温度的测量
  • §3.6 本章小节
  • 第四章 开放式太阳能集热器的特性试验
  • §4.1 空气流量的影响
  • §4.2 太阳能辐射强度的影响
  • §4.3 环境温度的影响
  • §4.4 空气流道高度的影响
  • §4.5 小节
  • 第五章 带蓄热体的集热器的性能试验
  • §5.1 不同蓄热体和不同的布置形式的影响
  • §5.2 水管蓄热
  • §5.3 石子填充高度的影响
  • §5.4 铝板的影响
  • §5.4.1 蓄热性能比较
  • §5.4.2 辐射强度的影响
  • §5.5 本章小节
  • 第六章 结论
  • 符号表
  • 参考文献
  • 在读期间公开发表的论文和承担科研项目及取得成果
  • 致谢
  • 相关论文文献

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