太阳能光热发电方兴未艾,但由于非均匀辐射热流会导致熔盐在吸热管内流动传热特性变差,带来熔盐分解变性和吸热管局部热斑烧毁等问题。本文围绕熔盐基纳米流体在吸热管内对流换热特性,展开了系列研究。利用几何建模和射线追踪方法建立了塔式光热电站模型,获得了塔式光热电站吸热器的壁面热流密度,发现了吸热管壁面接收的太阳辐射热流密度很不均匀,并且变化的规律与定日镜场的布置方式相关;证实了冬至午时吸热器所受太阳辐射最低,最小值出现在朝南向的吸热管壁面处,最大下降量约0.50 MW/m²。利用数值模拟方法建立了熔盐基纳米流体在吸热管内层流流动换热模型,分析了添加纳米颗粒起到的强化换热效果,发现了质量分数为0.063%的纳米流体换热强化程度最大,在充分发展段换热系数比纯熔盐提高了6.5%;得出了比热容的剧烈变化是影响传热性能变化的主要原因的结论。接着,研究了湍流状态下熔盐基纳米流体在非均匀加热吸热管内的流动换热特性,同样发现了质量分数为0.063%的纳米流体换热性能得到最大强化:在余弦热流边界下,平均换热系数提高了7.29%,平均Nusselt数（Nu）提高了6.90%;在高斯热流边界下,平均换热系数和平均Nu数分别提高了7.25%和6.85%。证实了在非均匀加热条件下,熔盐基纳米流体作为吸热管的换热流体,能降低吸热管内部和外壁面的峰值温度,进而保护吸热管和防止熔盐分解。通过相对参数分析验证了比热容是传热强化的主要因素。此外,模拟结果良好吻合Gnielinski关联式,证实了该关联式可以用于指导设计熔盐基纳米流体吸热器。提出了多孔介质与熔盐基纳米流体组合强化换热技术,并进行了数值分析。通过分析多孔介质的填充结构、孔隙率、材料、纳米颗粒浓度和Reynolds数（Re）对组合换热技术的Nu数、压降和性能评价标准（performance evaluation criterion,PEC）的影响,证实了熔盐基纳米流体与金属泡沫多孔介质的结合提高了吸热管的热工水力性能;发现了采用贴壁型的强化管（Enhanced tube 1,ET1）比核心区型强化管（ET2）有更好的传热与水力性能;发现了多孔介质材料是Cu时ET1换热性能最好,其次是Al、Ni和Fe。提出了熔盐基纳米流体和多孔介质的最佳组合是质量分数0.125%的Al₂O₃/HITEC纳米流体与孔隙率为0.9005的Cu金属泡沫,此时ET1表现出最好的传热增强,在入口Re数等于10000时,传热性能最好,Nu数为纯熔盐在光管内换热的12.44倍;在Re数等于60000时,热工水力性能最好,PEC达到5.98的峰值。