太阳池是一个典型的双扩散系统,包括传热和传质过程。目前太阳池传热模型已经比较成熟,可为太阳池的传热问题提供理论依据。由于传质过程会对太阳池的盐梯度造成破坏,近几年来对传质模型的研究也越来越受到重视。但是一直以来学者们都将传热和传质作为两个独立的过程处理,使得模拟结果和实际运行情况偏差较大。本文将热扩散与盐扩散耦合,建立了太阳池的热盐双扩散模型,同时计算太阳池的动态传热和传质过程,考虑两种扩散的综合影响,更符合太阳池的实际运行情况。传热模型当中采用逐日平均太阳能辐射能模型,采用能够较好地计算具有浊度盐水的透光性能,尤其是能够处理非均匀浊度分布的情况的W.S.辐射透射率模型。在传质模型当中,同时考虑了由盐浓度梯度引起的分子扩散和由温度梯度引起的Soret效应。模拟结果与实验值对比吻合较好。通过模拟太阳池的温度、密度和质量通量分布,总结得到对太阳池的盐梯度进行控制的主要方法应为在温度高的时期重点在NCZ的中下部以及LCZ补充损失的盐,质量通量的计算值可用于指导补盐或冲刷表面的速率。利用所建热盐双扩散模型模拟了提热和池底热损对太阳池热盐扩散性能的影响。发现变速率提热相比恒定速率提热更为经济可行,利于太阳池的长期运行。在提热速率不破坏NCZ稳定性的前提下,提热量越大,热损越小,太阳池LCZ吸收的能量越大;NCZ内盐的扩散速率越小,利于太阳池内盐梯度的稳定与保持。夏季池底热损从10W/m~3增大到50W/m~3时盐扩散速率降低19.8%,但是储热温度下降高达48.7%。通过小型实验研究发现,在太阳池池底加设多孔介质层既可以起到保温作用,又可以降低盐扩散速率,同时还可以保持土壤的跨季度蓄热作用,对太阳池的稳定运行非常有利。模拟结果表明Soret扩散占总扩散的百分比在提热量和池底热损都很小时最大超过10%,Soret扩散对总盐扩散起着不可忽视的作用。随着提热量和池底热损增大,Soret通量所占总通量的份额逐渐减小。采用有限差分法建立了NCZ提热的数学模型,通过对NCZ提热方式的模拟计算得知,采用NCZ提热可增加太阳池的热效率,与传统的只从LCZ提热方式相比热效率最大可增加42%,并分析了太阳池热效率提高的本质原因。