一種碟式太陽能斯特林發(fā)動機腔式吸熱器熱性能分析.pdf

1、吸熱器是太陽能高溫熱發(fā)電的關鍵部件。在碟式太陽能斯特林熱發(fā)電系統(tǒng)中，適用于中高溫條件的腔式吸熱器被安置在聚光器的焦點處，接收來自聚光器的高熱流密度的太陽能并將其轉換成熱能。吸熱器的熱性能直接影響整個系統(tǒng)的效率和經濟性。因此，依據(jù)腔式吸熱器內部溫度分布特性以及熱損失特性的研究結果，對腔式吸熱器進行結構優(yōu)化是提高碟式太陽能斯特林熱發(fā)電轉換效率的有效途徑。
　　本文以5kW碟式太陽能斯特林熱發(fā)電系統(tǒng)的腔式吸熱器為研究對象，基于自然對流換

2、熱和DO輻射換熱模型對腔式吸熱器的靜態(tài)熱性能和動態(tài)熱性能進行了數(shù)值模擬研究，模型考慮了溫度對空氣熱物性的影響和換熱方式多樣性所帶來的熱邊界條件設定的復雜性。對腔式吸熱器的靜態(tài)熱性能，研究了壁面溫度、壁面發(fā)射率、傾角、形狀以及開口比等參數(shù)對其熱性能的影響，給出了吸熱器的散熱特性以及優(yōu)化后的結構模型。分析結果表明，較低的內壁面溫度、較低的壁面發(fā)射率、較高的傾角以及控制在8左右開口比的吸熱器模型有利于減少腔式吸熱器的熱損失。在此基礎上，本文還

3、研究了熱流邊界和外界風混合對流條件對腔式吸熱器熱性能的影響。
　　針對太陽能時間分布不穩(wěn)定性和空間分布不均勻性的特征，對腔式吸熱器進行了動態(tài)熱性能的數(shù)值模擬，研究了吸熱器在不同時刻、不同熱源分布形式下吸熱器熱性能的變化規(guī)律。研究表明：吸熱器的上部分區(qū)域為高溫區(qū)，上壁面的最高溫度不在中心處。入射輻射熱流越大，吸熱器內部平均溫度越高。入射輻射熱流分布越集中，吸熱器內部溫度分布越均勻。
　　最后對5kW斯特林發(fā)動機的熱電轉換特性進