文档介绍：中国工程热物理学会传热传质学
学术会议论文编号: 123334
槽式太阳能真空管散热特性实验研究
王康国家自然科学基金项目(51176206),国家重点基础研究发展计划(973计划)课题(2010CB227103),国家高技术研究发展计划(863计划) 课题(2012AA050604)
,陆建峰1*,丁静1,龙绪安1,杨建平2
( , 广州 510006 )
( , 广州 510640 )
(Tel: 020-39332320, E-mail: ******@.)
摘要:本文采用无太阳辐射静态测量法对槽式太阳能真空管的散热特性进行实验研究。提出辐射热损失计算模型,并验证了其合理性。结果表明,真空管热损失随着管内导热油与环境温差的增大而增大,且热损失变化速率随着温差变大逐渐变大。当导热油平均温度与环境温差为136℃时,。对于室外环境中的槽式太阳能聚光系统,真空管的对流与辐射热损失起主要作用,而真空管接头与波纹管热损失也不可忽略。
关键词:槽式太阳能系统;真空管;热损失实验研究
0引言
槽式太阳能真空管已广泛用于太阳能热发电,并成为能源研究的热点。Forristall[1]提出一维和二维传热模型对抛物槽式太阳能接收器的热性能进行研究。F. Burkholder和C. Kutscher两人[2]在美国国家可再生能源实验室的HCE热损失测试实验台上研究测试了以色列Solel公司生产的UVAC3真空管的热损失的性能,得出了该真空管在400 ℃下的热损失值,并提出热损失的计算公式。[3]通过对太阳能热发电系统的研究,建立了一种槽式太阳能集热器的DSG热性能模型。通过该模型,研究了太阳辐射、风速、集热管涂层不同发射率、吸收管壁面温度四个量对其散热性能的影响,得到较为详细的研究结论。Eckhard Lüpfert等[4]提出三种测试真空管热损失的方法,有稳态平衡法、准稳态平衡法和表面温度测量法,并分析了各种方法的优劣。
国内槽式太阳能集热器研究主要集中在数值模拟方面[5,6]。熊亚选等[7]建立了槽式太阳能集热管传热损失性能分析计算的二维稳态经验模型,其研究发现环境风速对集热管热损失影响相对较小,而工作温差对集热管热损失的影响较大。王亚龙等[8]利用测试玻璃表面温度的方法做了测试,该方法能够获得集热管环形空间真空度降低或者选择性吸收涂层发射率增大的信息,但是由于玻璃套管外壁面的温度受天空温度、环境温度、太阳辐射、风速等影响较大,该方法具有一定的局限性。
本文实验研究抛物槽式太阳能真空管的散热特性,获得真空管热损失与导热油-环境温差的变化规律,分析真空管散热的主要传热机理、提出真空管热损失计算模型,为太阳能槽式热发电的相关研究提供基础数据。
1实验装置
图1a是实验装置流程示意图,为抛物槽式太阳能集热-蓄热系统,主要有槽式太阳能反光镜组、真空管、输送管路、储罐以及泵等设备。系统的传热蓄热介质为导热油,储罐内装配有电加热辅助加热设备。
(a) 实验装置流程图(b)实验装置图
图1 太阳能槽式集热器
图2真空集热管结构示意简图
聚光镜东西向放置,采用单轴跟踪方式,如图1b所示。槽式太阳能反