随着不可再生能源日益匮乏,能源的利用形势正受到极大的挑战。太阳能不仅清洁无污染,而且储量非常丰富,是当下最有潜力代替传统能源的可再生能源之一。本文以塔式太阳能光热发电利用为背景,以带有半周向非均匀热流密度的熔盐吸热管为研究对象,利用CFD仿真模拟和理论计算方法,对吸热管内径、吸热管壁厚、入口熔盐温度、熔盐入口流速和入射热流密度五个典型参数对吸热器的传热特性和力学特性的影响进行了考察,主要完成的工作和结论包括:首先,建立了带有半周向非均匀热流密度的三维熔盐吸热管数值计算模型,并对定初始参数条件下的熔盐吸热管流动传热过程进行了模拟。结果表明,沿吸热管的轴向方向,熔盐温度随着管高的增加而增大。对于吸热管轴向上的同一截面,温度分布并不均匀,且温度沿着热流密度梯度下降的方向下降;其次,考察了五个典型参数对吸热器传热特性的影响。分析结果表明,适当的减小吸热管内径或适当增大入口熔盐温度、熔盐入口流速、入射热流密度均可强化熔盐与吸热管之间的传热。塔式太阳能熔盐吸热器的传热性能受吸热管壁厚的影响较其他工况而言相对较小;最后,在熔盐吸热器传热特性分析的基础上,考察了五个典型参数对吸热器力学性能的影响。分析结果表明,吸热管等效应力值与吸热管内径、吸热管壁厚和入射热流密度三个参数成正比关系,与入口熔盐温度和熔盐入口流速成反比关系。单纯从力学性能的角度考虑,适当的减小吸热管内径、吸热管壁厚、入射热流密度或适当增大入口熔盐温度或熔盐入口流速,有利于提升吸热器的力学性能。