基于5 kW太阳能模拟器的热化学反应器热性能研究

文章基于5 kW非共轴聚光型模拟器自行设计了太阳能热化学反应器,并建立了聚集辐照下反应器热性能数学模型。采用该模型计算并探究了太阳能模拟器功率、反应器内壁材料发射率、工作压力和进气速度对反应器内温度分布的影响规律。结果表明:增加太阳能模拟器功率以及反应器内壁面发射率将导致沿反应器中心线分布的温度升高;在同一进气速度下,随着工作压力的增加,沿反应器中心线分布的温度会升高;在同一工作压力下,随着进气速度的增加,沿反应器中心线分布的温度也会升高。该研究结果对反应器参数优化及其热应力分析具有一定的参考意义。

添加颗粒对太阳能热化学反应器温度提升的量化分析

添加颗粒可以提高太阳能热化学反应器对辐射的吸收。为了得到添加颗粒对太阳能热化学反应器温度提升的量化数据,采用实验和CFD数值模拟相结合的方法,研究添加碳颗粒后反应器温度的提升。实验测得的温升约90 K,数值模拟得到的温升约200 K,这些数据可说明添加适量微米级别颗粒,可显著提升反应器内气体温度。