硅油光-熱老化氣升式反應器數值模擬

馮加和，王一平，黃群武，張博陽

（天津大學化工學院，天津 300072）

聚光光伏技術作為一種降低光伏發(fā)電成本的途徑，近年來得到迅速發(fā)展［1-2］。但光伏電池轉換效率隨溫度升高而下降［3］，因此在聚光條件下，必須對光伏電池進行有效冷卻［4］。近年來，學者們提出以二甲基硅油作為工質的液浸聚光光伏冷卻新方法［5］。光伏系統(tǒng)設計壽命通常為20 a，壽命期內，液浸液體將長期工作在高強度紫外和高溫條件［6］，因此，有必要對液浸液體即二甲基硅油進行光-熱老化實驗，考察其有效使用壽命。

為保證二甲基硅油光-熱老化實驗過程中溫度均勻，液體需循環(huán)流動。考慮采用油泵實現液體循環(huán)流動會引入雜質，因此選擇氣力提升作為動力，設計制作了結構簡單、能耗低、易密封的氣升式外循環(huán)光催化反應器。氣升式外循環(huán)反應器在諸多領域得到廣泛應用［7-8］。李寶璋等［9］研究空氣-水體系的外環(huán)流反應器中氣含率軸向分布及其與反應器結構參數關系，從兩相流機理出發(fā)，引入“均流模型”關聯因子對實驗數據進行了關聯；沐方平［10］對外環(huán)流反應器氣含率及環(huán)流液速進行了實驗研究，指出氣體分布器形式及體系聚并特性對反應器流體力學行為有較大影響；伍倩等［11］實驗研究了氣升式外環(huán)流反應器內氣含率及氣泡行為參數隨軸向位置和表觀氣速的變化規(guī)律。

隨計算流體力學（Computational Fluid Dynamics，CFD）的迅速發(fā)展，越來越多的學者采用CFD模擬并結合實驗成功地模擬了反應器中的多相流過程，取得了一定的成效。……