叶片数对SCPPVC空气涡轮机气动性能影响的试验研究

立式集热板太阳能热气流发电系统(SCPPVC)空气涡轮机叶片数与其气动性能密切相关,利用Wilson设计方法,对该系统涡轮机叶片进行了初步设计,利用3 D打印技术完成了叶片制样,简介了风洞方法.据此,试验研究了叶片数对SCP-PVC系统空气涡轮机气动性能的影响.结果表明:以功率和风能利用系数为指标,涡轮机最佳叶片数以7片为宜;涡轮机输出功率与入口风速增加呈指数变化趋势,与涡轮机前后压差增大呈近似成线性关系.

烟囱性状对立式集热板太阳能热气流电站系统性能的影响

在传统太阳能热气流电站基础上,设计了一种应用于城市的立式集热板太阳能热气流发电系统,并利用FLUENT软件对立式集热板太阳能热气流电站系统进行数值模拟,在不同集热板高度、宽度和空气层厚度下的模拟结果表明:随着集热板高度、宽度和空气层厚度的增加,系统通风量和系统最大功率都是增大的,增大幅度越来越慢,甚至减小;系统最大能量转换效率随高度的增加而增加,集热板高度和空气层厚度对其影响较小;集热板宽度与宽度之间存在一个最佳比值为15～25,使得在此比值范围内,系统通风量最大;考虑到城市建筑形象和空气层厚度对系统通风量的影响,空气层最佳厚度为0.2～0.4 m。

三角形小翼强化立式太阳能热气流电站的流动传热特性

采用数值计算方法研究设置在电站系统中空气流道内集热面上的三角形小翼对立式太阳能热气流发电系统非稳态自然对流流动及传热的强化作用,分析了肋对数、肋倾角、布置方式对系统进出口气流的温升、速度差的影响,并结合场协同原理对其强化太阳能热发电系统传热的效果进行评价。结果表明:空气流经三角形小翼时温度梯度增大,换热增强,系统进出口气流温度差、速度差大幅增大;随着肋对数的增加,气流受到的扰动作用增强,速度与温度梯度的协同角减小,但相应也使气流的流动阻力增大,能量损失增大,肋倾角取45°时系统进出口气流速度差最大;三角形小翼成对布置在竖直矩形通道内时,叉排布置效果优于顺排。

透平机组对立式太阳能热气流电站运行性能的影响

在立式集热板太阳能热气流发电系统负载情况下,不考虑空气流经透平机组时的阻力损耗及系统的摩擦、泄漏等耗散时,推导了系统的理论输出功率,建立了适用于立式太阳能热气流电站系统的数学模型,采用数值计算的方法得出系统的压力、速度及温度分布云图;根据数值模拟计算结果,分析透平机组前后动能差及热能与机械能之间的转换关系,得出透平机组放置的最佳位置为立式集热板热气流电站系统的顶部靠近出口处。

SCPPVC系统新翼型空气涡轮机性能数值模拟

为提高立式太阳能热气流发电系统(SCPPVC)的能量转换效率,基于Wilson理论,结合两种原空气涡轮机翼型优势表面,设计并建立了新翼型物理模型;采用数值模拟方法,探究了新翼型空气涡轮机在SCPPVC系统中的性能。结果表明:双翼型结合的新翼型空气涡轮机的能量转换效率大幅提高;当叶片数目为6,风速为5 m/s,尖速比为2时,该空气涡轮机性能相较原有模型分别提高了21.1%和29.2%。

立式集热板太阳能热气流电站系统研究

设计了一种立式集热板式太阳能热气流电站,分析了该系统的最大输出功率及能量转换率。数学模型考虑了系统尺寸、太阳辐射及环境条件对系统最大输出功率的影响。结果表明系统最大输出功率不仅是烟囱高度的函数,同时与太阳辐射及环境参数有很大关系。受结构限制,在太阳辐射强度为1000 W/m^2、烟囱高度为100m时,本系统能量转换率约为0.2%,在设计上可考虑采用多条集热式烟囱通道并联方式来增加集热面积,以达到提高系统最大输出功率的目的。