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非均匀热流下球形腔式吸热器热性能的数值研究
  • ISSN号:1671-5292
  • 期刊名称:《可再生能源》
  • 时间:0
  • 分类:TK513[动力工程及工程热物理—热能工程]
  • 作者机构:[1]中南大学能源科学与工程学院,湖南长沙410083, [2]中国科学院广州能源研究所,广东广州510640, [3]中国科学院大学,北京100049
  • 相关基金:国家自然科学基金项目(51376198); 湖南省自然科学基金资助项目(11JJ22029); 留学回国人员科研启动基金项目(2013047006); 中南大学中央高校基本科研业务费专项资金资助项目(2013zzts207).
中文摘要:

建立了球形腔式吸热器三维模型;以基于蒙特卡罗光线追迹法(MCRT)进行光学模拟得到的能流分布,作为吸热管壁的热边界条件;通过数值模拟研究球形吸热器的耦合传热问题;探讨吸热流体入口参数对热性能的影响。研究表明:吸热管壁的辐射能流密度分布不均匀;在相同条件下,下入口吸热器的热性能优于上入口吸热器;在吸热流体的入口速度为0.2-0.4 m/s,提高流速可明显增大吸热器热效率,入口速度大于0.6 m/s时,热效率的增大速率变得平缓;随入口温度升高,热效率几乎呈线性下降。基于非均匀热流边界条件下的吸热器三维数值模拟结果更符合实际情况,为吸热器的优化设计与推广应用提供依据和参考。

英文摘要:

A three-dimensional model of spherical cavity receiver is established. Energy flux distribution simulated by Monte-Carlo ray tracing(MCRT) is served as the thermal boundary of heatabsorbing tube wall. A numerical simulation study on coupling heat transfer is then conducted to investigate inlet parameters' influence on the thermal performance of the spherical cavity receiver. The results are showed as followed. The radiant energy flow density distribution of the spherical cavity receiver is not uniform. Under the same conditions, the spherical cavity receiver with lower entrance has a better thermal performance than that with upper entrance. Within the range of 0.2-0.4 m/s, a high inlet velocity of the heat transfer medium can significantly improve the thermal efficiency, however, if the inlet velocity is larger than 0.6 m/s, the increase of inlet velocity could only slightly improve the thermal efficiency. With inlet temperature increasing, the thermal efficiency descends linearly. The 3-D simulation results based on non-uniform heat flux boundary agree with the actual phenomenon.Therefore, the investigation can provide some references for the design of spherical cavity receiver.

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期刊信息
  • 《可再生能源》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:辽宁省科学技术厅
  • 主办单位:辽宁省能源研究所
  • 主编:张大雷
  • 地址:辽宁省营口市西市区银泉街65号
  • 邮编:115003
  • 邮箱:kzsny2007@163.com
  • 电话:0417-2832895 2835349
  • 国际标准刊号:ISSN:1671-5292
  • 国内统一刊号:ISSN:21-1469/TK
  • 邮发代号:
  • 获奖情况:
  • 1999-2000年度辽宁省一级期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),英国农业与生物科学研究中心文摘,波兰哥白尼索引,美国剑桥科学文摘,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版)
  • 被引量:10629