太陽能多碟聚光系統(tǒng)聚集特性及吸熱器光熱力特性.pdf

1、國內(nèi)圖書分類號：TK124國際圖書分類號：621.1.016.7工學博士學位論文太陽能多碟聚光系統(tǒng)聚集特性及吸熱器光熱力特性博士研究生：王富強導師：談和平教授副導師：帥永副教授申請學位級別：工學博士學科、專業(yè)：工程熱物理所在單位：能源科學與工程學院答辯日期：2012年06月授予學位單位：哈爾濱工業(yè)大學摘要–I–摘要太陽能熱動力發(fā)電具有不使用化石燃料、零污染物排放等優(yōu)點，是清潔的發(fā)電系統(tǒng)。由于地球表面接收到的太陽輻射強度除了受到晝夜、季節(jié)

2、和地理緯度等規(guī)律性因素的影響外，還受到陰云和雨雪天氣等隨機性因素的制約，以及集熱子系統(tǒng)熱流密度傳輸不均勻性的影響，因而太陽能的熱利用具有顯著的間斷性和不均勻性，導致吸熱器受到反復高溫差的熱沖擊循環(huán)而承受高熱應力并引起吸熱器的彎曲變形及失效。本文以太陽能高溫熱轉換及利用為應用背景，結合實際應用過程中對太陽能高效低成本利用技術的發(fā)展需求，對太陽能熱動力發(fā)電站中的太陽光線聚集與傳輸、能量的吸收與轉換以及吸熱器的可靠性等關鍵核心技術的科學基礎問

3、題展開研究。主要研究內(nèi)容包括以下四個方面。1采用直接熱流密度場實驗測量系統(tǒng)對搭建在哈爾濱工業(yè)大學的雙軸跟蹤多碟聚光系統(tǒng)焦平面處熱流密度場進行測量；并編制了基于蒙特卡洛法的求解太陽能輻射聚集傳輸問題的計算源代碼，將實驗測量得到的多碟聚光系統(tǒng)焦平面處無量綱熱流密度場與數(shù)值模擬結果進行對比研究，找出數(shù)值模擬的最佳參數(shù)組合；研究了多碟聚光系統(tǒng)的反射鏡數(shù)目及鏡面反射率的變化對焦平面處的熱流密度場分布的影響。2在分析半球形腔體式太陽能吸熱器聚集輻射

4、分布特性的基礎上，結合太陽能光學窗口的折射而重新分配聚集輻射熱流的作用，本文提出了含有上凸式光學窗口的腔體式太陽能吸熱器，分析了等效誤差、光學窗口特征參數(shù)及壁面吸收率對含有上凸式光學窗口半球形腔體式太陽能吸熱器壁面熱流密度場分布的影響；并對含有上凸式光學窗口的腔體式太陽能吸熱器的熱效率特性進行了研究；從吸熱器光學效率的角度對平頂錐形腔體式太陽能吸熱器展開研究，分析了吸熱器開口半徑和單碟聚光系統(tǒng)的相對光孔對平頂錐形腔體式太陽能吸熱器的輻射