太阳能热电站容积换热器换热机理研究

利用圆柱阵列结构把普通太阳能换热器由二维平面换热转化为三维容积换热，研究在不同特征尺度条件下换热器内部的辐射特性，流场特征及辐射与对流耦合的热力过程，以优化换热器的整体结构，提高换热效率，降低热应力和流动阻力。制作可变结构和重复使用的换热器模型，根据标准工况下模型换热器对流换热的实验数据，建立圆柱阵列换热器的数学物理模型，通过数值模拟及无量纲对流换热参数确定实验模型的结构的初始参数。利用激光束模拟太阳光，测量不同几何参数情况下换热器中光的衰减及透射率，并利用蒙特卡洛方法对辐射换热进行模拟计算，对因激光频率引起的误差进行修正。利用红外热像仪等非接触测量手段测定换热器内的流场温度和速度分布，采用多区域连续模型，进行不同结构尺度换热器模拟计算，研究模型内辐射和对流的耦合及高效换热机制，探讨不同特征尺度下圆柱绕流和多孔介质理论的适应性，通过无量纲参数的比较和流动过程控制，确定容积换热器的最佳结构。