太陽能熱發(fā)電用高溫混凝土儲(chǔ)熱系統(tǒng)性能分析

吳明　明佳　何雅玲　陶文銓

摘要：采用修正集總熱容法對(duì)太陽能熱發(fā)熱中混凝土儲(chǔ)熱整體系統(tǒng)的熱性能進(jìn)行研究。修正的固液換熱系數(shù)將計(jì)算的適用范圍擴(kuò)展到大Biot數(shù)的情況。發(fā)現(xiàn)放熱時(shí)固體混凝土和流體沿著流程方向都存在一個(gè)溫躍層區(qū)域，并且隨著放熱的進(jìn)行，溫躍層逐漸向下游移動(dòng)并且占據(jù)的長度也逐漸增加。分別討論了混凝土導(dǎo)熱系數(shù)、模塊串聯(lián)總長度以及儲(chǔ)熱單元當(dāng)量外徑與鋼管內(nèi)徑比值對(duì)儲(chǔ)熱系統(tǒng)放熱性能的影響。計(jì)算發(fā)現(xiàn)，提高混凝土導(dǎo)熱系數(shù)可以有效提高儲(chǔ)熱系統(tǒng)的熱性能，并且隨著導(dǎo)熱系數(shù)的增加，放熱效率的增加會(huì)逐漸變慢；增加串聯(lián)總長度可以有效提高系統(tǒng)的熱性能，但是當(dāng)串聯(lián)總長度大于1km時(shí)，繼續(xù)增加串聯(lián)總長度對(duì)于特征固體溫度分布的影響很小；當(dāng)量直徑比的增加會(huì)減小溫躍層區(qū)沿流程方向的溫度梯度，增大溫躍層區(qū)占據(jù)的長度。

關(guān)鍵詞：混凝土儲(chǔ)熱系統(tǒng)；修正集總熱容法；溫躍層；放熱效率