【摘 要】
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化石能源大量消耗引发能源与环境危机,太阳能是替代化石能源的主要可再生能源之一。光伏发电潜力巨大,但是光伏面板因户外安置长期运行会导致表面积灰,降低发电效率并存在安全隐患。凝露天气使灰尘与光伏面板间的粘附力上升,难以清洁。因此,开展凝露作用下光伏面板表面积灰研究有重要意义。为全面观测凝露过程中液滴凝结及灰尘颗粒运动特性,本文搭建了光伏面板表面积灰团聚试验平台,从俯视和侧视角度观测凝露作用下光伏亲/疏
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化石能源大量消耗引发能源与环境危机,太阳能是替代化石能源的主要可再生能源之一。光伏发电潜力巨大,但是光伏面板因户外安置长期运行会导致表面积灰,降低发电效率并存在安全隐患。凝露天气使灰尘与光伏面板间的粘附力上升,难以清洁。因此,开展凝露作用下光伏面板表面积灰研究有重要意义。为全面观测凝露过程中液滴凝结及灰尘颗粒运动特性,本文搭建了光伏面板表面积灰团聚试验平台,从俯视和侧视角度观测凝露作用下光伏亲/疏水表面液滴形成及颗粒团聚过程。试验结果表明,凝露可导致光伏面板表面的颗粒（粒径0.1～0.15mm）发生团聚,亲水表面颗粒团聚体为平铺状,团聚体与面板之间的接触面积较大,而疏水表面上团聚体呈堆叠状,团聚体与面板之间的接触面积较小。本文建立了凝露作用下颗粒运动团聚机理模型,模拟了亲/疏水表面的液滴融合过程,分析了液滴融合时的能量转化途径,探究了凝露作用下亲/疏水表面颗粒运动时的主导作用力。研究发现,液滴融合过程中流体流动的初始动力为液体的淹深压力梯度和表面张力导致的附加压力梯度。凝露过程中表面张力力矩和附加压力力矩是导致亲水表面颗粒运动并团聚的主导因素。亲水表面上颗粒（粒径2 mm）受到的表面张力力矩和附加压力力矩数量级分别约为10-6～10-5 N·m、10-7～10-4 N·m。疏水表面颗粒团聚动力矩主要为表面张力力矩(数量级约为10-5～10-4 N·m)及流体作用力力矩(数量级约10-4 N·m)。论文研究结果可为光伏面板表面积灰清除提供理论依据。
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