太阳能斯特林热发电系统光热转化热效率的研究

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1、万方数据太阳能斯特林热发电系统光热转化热效率的研究学位类型：学科(专业学位类别)：作者姓名：作者学号：导师姓名及职称：：学院名称：论文提交日期：学位授予单位：堂苤型堂僮扭越工猩鲎瞪飞!!Q!Q兰Q兰Q!Q堑焦多数援塞4繁茂副数援扭电工程堂院2Q!垒当EQ三月3Q旦湖直科撞太堂万方数据ResearchofSolarThermalEfficiencyoftheSolarStirlingPowerGenerationSystem7IypeofDegree△曼垒鱼星墅i璺旦金g!曼星Discipline(TypeofProfessionalDegree)Me

2、chanicalEngineering—Candidate￡鱼垒旦g至星塾g鱼iStudentNumber11010303010SupervisorandProfessionalTitle——ProfessorPengYouduo—．．．．．．——SupervisorandProfessionaITitleAssociateProfessorLiuFanmaoDate丛型3Q竺，2Q!垒UniversityHunanUniversityofScienceandTechnology．．．．．．．万方数据学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人

3、在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。懈名：降膀B渺7年⋯-日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权湖南科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。

4、涉密论文按学校规定处理。作者签名：导师签名：日期：2，／仁年e月多口日日期：矽，碑J^月沙日薛勿1掺嘞f尹谬仫丫形万方数据摘要太阳能热发电是当前新能源领域最为热门的话题之一。“碟式聚光+斯特林热机”的发电模式因具有高效、清沽、无污染的特点而日益受到重视。光热能量的转化是系统热发电中最为重要的关节，其热效率的高低直接决定了热发电系统的经济效益和发展前景。本文以38KW级别的太阳能斯特林热发电系统为研究对象，围绕系统光热转化的热效率进行机理和数值分析的深入研究。本文首先对太阳能斯特林热发电系统光热能流的产生以及传递和转化路径进行了分析，将系统划分为光热碟

5、式聚能单元和热功斯特林热机单元，并对各单元功率损失规律和热效率进行了定性分析；然后，根据斯特林热机系统热功传递和转换原理，利用热力学理论和实用等温分析法，建立了太阳能光热碟式聚能单元输入光能到输出热能、热功斯特林热机单元输入热能到输出机械能的能流功率损失与热效率的精细数学模型，所建的模型与各单元的众多结构参数和运行参数密切相关，以38’砭W级别的太阳能斯特林热发电系统为实例，运用MATLAB数值分析软件，数值分析了各单元的能量损失，得到了各单元能量损失的显著性结果及结构、运行参数和热功率损失及热效率之间的特性关系；最后，对各单元部件功率损耗的显著性影

6、响进行了分析，得出了回热器是功率损耗影响最大的部件，以提高光热转化热效率为目的，对回热器进行了结构参数的优化研究。研究结果表明，聚光器的光学损失、吸热器的再辐射热损失和反射热损失是光热碟式聚能单元的主要热损失；回热器流阻损失、导热损失和活塞的穿梭传热损失是热功斯特林热机单元主要功率损失：各单元的功率损失和热效率与其内部的多种结构参数和运行参数密切相关，光学误差万、吸热器开口直径D。。是影响光热碟式聚能单元功率损失和热效率的结构参数：太阳直射强度，、平均压力尸是影响热功斯特林热机单元功率损失和热效率的主要运行参数。当回热器芯长度为3．3cm、芯直径为6

7、．6C．,lrl、填料采用不锈钢丝网，孔隙率为0．708时，总功率损失的降幅比例为14．86％。各单元热效率得到提高，从而提高了系统整体光热转化的热效率。通过对太阳能斯特林热发电系统光热转化热效率的研究，其得出的众多研究成果对设计一类高效、可靠、稳定工作的系统能提供理论支撑和指导意义。万方数据关键词：太阳能斯特林热发电系统；光热转化效率；功率损失；数值分析；回热器的结构参数优化Ⅱ万方数据ABSTRACTgenerationmodeforefficient，cleanandnon—pollutingcharacteristicsisincreasing

8、lybeinggrownmoreandmoreattention．Thesolarthermalenergy