塔式太阳能热管接收器表面热流密度分布及光学性能研究

该文设计一种用于小型塔式太阳能电站的热管接收器。基于蒙特卡洛光线追迹(MCRT)算法和混合编程方法,开发光学仿真程序。详细研究单根热管表面热流密度时空分布规律和热管接收器表面能量动态分布规律,并分析接收器瞬时光学性能。研究结果表明单根热管表面热流密度具有强烈非均匀性。夏至日正午,吸热面中心单根热管吸收能量约为6.9 kW。春分日和夏至日时,接收器最大光学效率约为75%;冬至日最大光学效率约为61%。研究结果有助于进一步研究热管接收器的光热耦合机理。

5kW太阳模拟器与斯特林发动机吸热器的辐射换热特性研究

以设计的5 kW太阳模拟器为光源,加热斯特林发动饥的吸热器。首先以蒙特卡洛光线追迹法确定太阳模拟器与斯特林发动机吸热器间辐射热流分布,然后将辐射热流分布的计算结果以边界条件形式传递给CFD模型,对吸热器的温度分布特性进行数值计算;吸热器壁面温度采用安捷伦数据采集仪及热电偶温度计进行测试,吸热器壁面温度数值模拟结果与实验值的最大误差仅为4.7 K,太阳模拟器最大辐照度可达196个太阳常数,设计的5 kW太阳模拟器满足驱动1kW斯特林发动机的工作需求。