%aa阳能热动力系统吸热蓄热器能量分析.pdf

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1、第$)卷第-期航空动力学报@ABC$)DAC-"##"年)月1234567289:42;<6=:>2?:4FGBH"##"EEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEE文章编号!$###I,#++*"##".#-I#--"I#J太阳能热动力系统吸热K蓄热器能量分析侯欣宾/袁修干/崔海亭*北京航空航天大学飞行器与应用力学系/北京$###,-.摘要!空间太阳能热动力发电系统是一种新型的空间电力系统L吸热K蓄热器是热动力发电系统关键部件之一L吸热K蓄热器采用的蓄热方式是相变蓄热L

2、通过对吸热K蓄热器的能量分析/可以很好的了解吸热器的能量传递/以及相变材料的工作过程L建立了太阳能热动力发电系统吸热器腔体辐射模型/结合换热管的传热模型计算了吸热器的传热过程L得到了吸热器的能量损失M工质吸收能量MNOP的潜热储能和显热储能等重要指标/并且得到了换热管最大温度/工质出口温度等重要结果L计算结果可以用于吸热器的设计L关键词!热分析’相变蓄热’太阳能热动力发电’吸热器中图分类号!QR+$-C+文献标识码!STU:V5:4WX9567X;Y;Y5Z:6[:=:Y]:4^6]Y[X_‘abcdIecd/faSDbcGIghd/Oai_hcIjc

3、dg*klcmcdgadcnlopcjHAqSloAdhGjcrphdsSpjoAdhGjcrp/klcmcdg$###,-/Otcdh.9u;[46=[!vABhowHdhxcrNAylovHpjlxcpjAeljtlpzhrlldlogHpHpjlxcdjtlqGjGol0QtltlhjolrlcnlocpAdlAqjtlvwNv{lHzhojp0NthplrthdgljtloxhBpjAohglcpGplscdtlhjolrlcnlo0QtlldlogHhdhBHpcprhdelGplsjAGdslopjhdsjtlldlogHjohdpqlocd

4、tlhjolrlcnlohdsjtljtloxhBpjAohglcdNOP0QtltlhjolrlcnlorhncjHohschjcAdxhjtlxhjcrhBxAslBhdsjtlghpjGeltlhjxAslBylollpjheBcptls0_lhjBApp/ldlogHhepAoelseHghp/jtlBhjldjhdspldpceBljtloxhBpjAohglcdNOP/jGelxh

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6、cjjlxzlohjGolhdsBc}GcsNOPqohrjcAdylolrhBrGBhjls0QtlolpGBjpyl

7、olhdhBHplshdsrAGBselGplscdtlhjolrlcnloslpcgdcdg0~:X?24!;!jtloxhBhdhBHpcp’zthplrthdgljtloxhBpjAohgl’pABhosHdhxcrzAylo’tlhjolrlcnlo力发电系统主要优点是效率高M比质量小M面积$前言小M寿命长L对于低地轨道运行M电能需求大的航天器/可以大幅降低运行成本$"%$((+年"月$)日/世界上第一套空间太阳L能热动力发电系统"{"地面样机在美国DSvS吸热K蓄热器是空间太阳能热动力发电系统#lycp研究中心成功实现了"{"电力输出/标四大关

8、键部件之一L其主要功能是吸收太阳能反志着这一重要的空间电力技术进入了一个新的阶射器反射的太阳能/将其传递给循环工质驱动热段$$%L与太阳能光伏系统*N@.相比/太阳能热动机发电L为了保证热动力系统的阴影期连续正常收稿日期!"##$%#&%"$’修订日期!"##$%#(%#)基金项目!国家自然科学基金资助项目*+(,)&##-.作者简介!侯欣宾*$()-%./男/山西定襄人/北京航空航天大学飞行器与应用力学系博士生0)mg航空动力学报第)[卷nnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnn

9、nnnnnn运行!采用高温相变材料"#$%&储存部分能量用角系数!T为各内腔单元辐射率’S于阴影期工质的需求’壳体损失为EGGFLM0NNIYZF1K":&(吸热器结构式中EY为壳体损失与入射窗损失之比’根据试Z图)表示了一个圆柱腔形吸热器’循环工质验得到’导管上套装着多个分离的#$%容器!高温相变7.(吸热器辐射模型材料封装在容器内’假设吸热腔各换热管热流相同!吸热腔简化为图(所示的辐射计算模型!换热管由(8个容器组成’这样吸热腔划分为([个辐射表面’底板D入射窗挡板D入射窗分别为一个表面!(8个容器环对应(8个表面’图)吸热*蓄热器结构图+,-.)/

10、0123040,503目前对于吸热器的热分析较多的集中在容器的传热分析上67!8