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文檔簡(jiǎn)介
1、近年來(lái),不可再生能源的逐漸耗盡與環(huán)境污染給世界人們帶來(lái)的困擾,迫使人們尋找新的能源來(lái)替代傳統(tǒng)的化石能源。人類要解決能源危機(jī)和環(huán)境問(wèn)題,實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展,只能大規(guī)模的開發(fā)利用可再生的清潔能源。在所有可再生清潔能源中,太陽(yáng)能是被各國(guó)專家都看好的未來(lái)替代能源。
太陽(yáng)能的主要利用方式是光電利用和光熱利用,太陽(yáng)能煙囪發(fā)電是一種基于熱動(dòng)力循環(huán)的光-熱-電利用技術(shù),是一種很有發(fā)展?jié)摿Φ拈g接發(fā)電技術(shù)。太陽(yáng)能煙囪發(fā)電系統(tǒng)主要是應(yīng)用
2、于太陽(yáng)能資源豐富的地廣人稀的荒漠化地帶,而對(duì)同樣具有豐富太陽(yáng)能資源的城市卻不適合。本課題組在太陽(yáng)能煙囪基礎(chǔ)上發(fā)明了一種應(yīng)用于城市的太陽(yáng)能煙囪發(fā)電系統(tǒng)--立式集熱板太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)。
以流道內(nèi)空氣流動(dòng)的機(jī)理出發(fā),建立了理想熱力循環(huán)過(guò)程和實(shí)際熱力循環(huán)過(guò)程,分析出立式集熱板太陽(yáng)能熱氣流發(fā)電系統(tǒng)的熱力循環(huán)過(guò)程本質(zhì)上是熱機(jī)循環(huán)過(guò)程。進(jìn)行理論分析時(shí)綜合考慮熱壓和風(fēng)壓兩種因素共同影響,推導(dǎo)出系統(tǒng)通風(fēng)量、系統(tǒng)最大功率和系統(tǒng)最大轉(zhuǎn)換效率的計(jì)算
3、公式,通過(guò)用MATLAB編程方法,分析了太陽(yáng)輻射量、集熱板高度、集熱板寬度等因素對(duì)系統(tǒng)通風(fēng)量、系統(tǒng)最大功率和系統(tǒng)最大轉(zhuǎn)換效率的影響。
在理論分析的基礎(chǔ)上,以數(shù)值模擬為主要研究方法,對(duì)數(shù)值模擬結(jié)果進(jìn)行分析討論。分析的主要結(jié)論有:通風(fēng)量、系統(tǒng)最大功率隨著太陽(yáng)輻射量的增加而增加,太陽(yáng)輻射量對(duì)系統(tǒng)最大轉(zhuǎn)換效率影響很?。患療岚甯叨仁怯绊懴到y(tǒng)性能的關(guān)鍵,通風(fēng)量和系統(tǒng)最大功率都隨著它的增大而增加,同時(shí)它也是影響系統(tǒng)最大能量轉(zhuǎn)換效率的最為
4、主要的因素;隨著集熱板寬度的增加,系統(tǒng)最大能量轉(zhuǎn)換效率幾乎是不變的,系統(tǒng)通風(fēng)量和系統(tǒng)最大功率是增大的,但是增大的幅度逐漸變小,這是由于增加集熱板寬度對(duì)換熱的主要影響表現(xiàn)在改變了過(guò)渡區(qū)特別是正在發(fā)展區(qū)的換熱量,到寬度增加到一定值時(shí),流道內(nèi)的有限空間換熱達(dá)到充分發(fā)展區(qū)后,再增加集熱板寬度對(duì)換熱影響不大;集熱板高度與寬度之間存在一個(gè)最佳比值15~20,使得在此比值范圍內(nèi),系統(tǒng)的通風(fēng)量最大;空氣層厚度對(duì)通風(fēng)量的影響是先增大后減小的,同時(shí)考慮到立
5、式集熱板太陽(yáng)能熱氣流電站是依托城市高樓的南墻而建立,為了不影響城市建筑形象,空氣層厚度不應(yīng)過(guò)厚,本文認(rèn)為空氣層的合理厚度為0.2~0.5m。
通過(guò)理論分析與數(shù)值模擬結(jié)果對(duì)比,理論分析結(jié)果明顯大于數(shù)值模擬結(jié)果,這主要是因?yàn)槔碚摲治鰰r(shí)沒(méi)有考慮系統(tǒng)出口回流現(xiàn)象、空氣在流道內(nèi)流動(dòng)時(shí)的能量損失、流道壁面的摩擦損失和空氣在流道內(nèi)湍流時(shí)的能量耗散。
通過(guò)正交試驗(yàn)方法,驗(yàn)證數(shù)值模擬結(jié)論,進(jìn)一步表明,集熱板高度是整個(gè)系統(tǒng)中最為
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