高温槽式太阳能真空集热管的试验模拟研究

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槽式太阳能热发电是无污染、低能耗的清洁发电技术之一,其核心部件是真空集热管。本文研究分析了由东南大学与三乐集团联合开发生产的高温直通式真空集热管的热性能。主要内容包括:   (1)建立了直通式真空集热管的热损失一维模型,对槽式系统建立了能量平衡模型和能量的有效利用模型。   (2)搭建测量4米直通式真空集热管热损失的实验平台。实验结果表明:周围环境温度为25℃的条件下,吸收管壁温在305℃时,热损失为140.8 W/m,吸收管壁温是404℃时,热损失达到了352.53 W/m,与理论值吻合较好:其热性能优于Solel VAC-2集热管;另外,集热管热损失值随着环境温度的提高而下降;随着风速的增大,集热管的热损失值增大;热损失值随着环层的真空度的提高而增大;环层内充有空气时吸收管壁面镀有的选择性吸收涂层会随之而氧化,导致吸收管壁面的发射率值增大,增加了总热损失。   (3)通过fluent软件模拟了此新型真空集热管在不同条件下的运行状况。模拟结果发现:入口温度为定值时,工质的进出口温度差随着流速的增大而减小;流速为定值时,随着入口温度的增加,进出口温度差值减小;随着工作温度的增加,集热管的集热效率下降,而集热管的(火用)效率首先随着工作温度的增加然后降低。在相同的入口条件下,集热效率随着集热管长度的增长而减小,集热效率随着辐射值增加而增大,而由串联的数十根集热管组成的系统的集热效率随着辐射强度的增强而降低;(火用)效率随着辐射强度的增加而增大,但是在不同的辐射强度下(火用)效率取得峰值下的工作温度也不同,随着辐射强度的增加最佳工作温度也在增加。  
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