熔融盐物性精度对传热特性影响分析及粘度推算

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太阳能热发电技术以其清洁性、经济性、可再生性备受人们关注,其中传热蓄热技术是其关键技术之一,而熔盐因其可使用温度范围宽、热容量大、低成本等诸多优点成为当前最具潜力的传热蓄热介质,由于熔融盐热物性与熔融盐传热蓄热过程密切相关,因此对熔融盐热物性的深入研究具有相当重要的意义。本文首先利用函数误差理论,从各种传热条件下的经典换热公式出发,分别计算了对传热性能影响+10%和-10%时各热物性的误差值,并在归纳和总结了现有文献中所有已发表的熔融盐热物性数据之后,结合众多热物性数据的误差分析,确定热物性数据对传热性能计算的影响程度。结果表明,综合各种热物性对传热性能计算的影响和各种热物性数据的误差来看,相比于密度和比热,粘度和导热系数数据对传热性能计算更有影响。这一结论为后续热物性的研究指明了方向。基于上述结论,本文将形状因子对应态原理应用到无机熔融盐的粘度估算之中。通过参考流体的确定和保形参数的计算,建立了完整的纯质熔融卤化盐粘度估算模型,并对八种纯质熔融卤化盐进行了自熔点以上150K-300K范围内的粘度估算,取得了满意的结果,其中,各卤化盐的粘度估算值与文献值的最大偏差不大于13.8%,平均偏差不大于6.7%。本文还开展了利用平滑硬球模型预测纯质熔融盐粘度的研究。基于分子动力学原理,利用平滑硬球模型的相关理论,建立了一套适合于纯质氯化盐的粘度推算模型,并依据此模型对包括六种氯化盐进行了广泛温度范围内的粘度推算,与文献数据比较显示,六种氯化盐的最大偏差为17.945%,平均偏差在12%以内。本文所取得的研究结果为熔融盐提供了基础物性理论支撑。
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