操作参数对组合式吸热器热性能的影晌.pdf

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1、2004年1月北京航空航天大学学报January2004第30卷第1期JournaIofBeijingUniversityofAeronauticsandAstronauticsVoI.30No.1操作参数对组合式吸热器热性能的影晌崔海亭袁修干邢玉明（北京航空航天大学航空科学与工程学院，北京100083）摘要：针对3种不同相变温度的相变材料组成的组合吸热器，建立了相应的物理模型，给出了数值求解方法，计算了工质入口温度、工质流速及输入功率等操作参数对组合式吸热器热性能的影响，得到了容器壁面最高温度、工质出口温度、换热管总相变蓄热材料（PCM）熔化率等结果.结果

2、表明操作参数对吸热器热性能有较大的影响，合理选取这些参数对吸热器的正常运行是非常必要的，结果可以用于指导吸热器的设计.关键词：太阳能发电；热性能；操作；吸热器；参数中图分类号：TK513.5文献标识码：A文章编号：1001-596（52004）01-0043-04EffectofoperationalparameterontheheattransferinaheatreceiverCuiHaitingYuanXiuganXingYuming（SchooIofAeronauticsScienceandTechnoIogy，BeijingUniversityof

3、AeronauticsandAstronautics，Beijing100083，China）Abstract：ItispossibIetosoIvesomeprobIemsusingthethreedifferentmuItipIephasechangemateriaItore-pIacesingIekindofhigh-temperaturephasechangemateriaIinheatreceiverforNASA2kWsoIardynamicpowersystem.TheheatreceivermodeIwasestabIished.Thecor

4、respondingnumericaImethodsweredescribed.Tubemaxi-mumtemperature，gasexittemperatureandIiguidphasechangemateriaIfractionswerecaIcuIatedbasedonworkingparametersuchasgasinIettemperature，receiverheatinputandgasmassfIowrate.ResuItsindicatethatparametricchangesinreceivergasinIettemperatur

5、eandreceiverheatinputeffectshighersensitivitytochangesinreceivergasexittemperatures.SeIectingtheseparameterisveryimportanttoimprovetheheatreceiverthermaIperformance.Keywords：soIareIectricaIenergygeneration；thermaIproperties；operation；heatreceiver；parameter示意图如图1所示，通过对NASA2kW样机吸热1NA

6、SA2kW吸热器简介［4~5］器的研究发现由于换热管在轴线方向外壁太阳入射热流的不同以及内壁工质温度的不同，造空间站太阳能热动力发电系统利用抛物型的成了工质出口温度的较大波动，各蓄热单元的熔聚能器截取太阳能，并将其聚集到吸热/蓄热器的化率有很大不同，在轨道周期内部分容器的PCM圆柱形腔内，被吸收转换成热能，其中一部分热能熔化率变化很小，这样造成了潜热蓄热能力的浪传递给循环工质以驱动热机发电，另一部分热量费，增加了系统质量.则被封装在多个小容器内的相变蓄热材料（PCM）为了解决吸热器中单一PCM换热管产生的通过融化而吸收储存起来.在轨道阴影期，PCM问题，文献

7、［6］提出了由3种相变温度不同的相变在相变点附近凝固释热，充当热机热源来加热循材料组成的组合PCM吸热器模型，将24个蓄热环工质，使得空间站处于阴影期时仍能连续工作［1~3］单元中每8个蓄热单元为一段，每段采用相同熔发电.点的蓄热材料，熔点分别为990K，1042K，1052K，NASA2kW样机吸热器的吸热/蓄热器结构收稿日期：2002-09-17基金项目：国家自然科学基金资助项目（50276001）；传热与能源利用北京市重点实验室资助项目作者简介：崔海亭（1964-），男，河北蠡县人，博士生，cht20000@sina.com.44北京航空航天大学学报2

8、004年3换热管传热模型吸热器中的换热管，可以简化为