窗式顆粒幕吸熱器腔內(nèi)耦合傳熱機理建模研究

編號：SBJS00853

篇名：窗式顆粒幕吸熱器腔內(nèi)耦合傳熱機理建模研究

作者：王莉 王沛 劉德有

關(guān)鍵詞： 顆粒幕吸熱器 顆粒輻射 氣固耦合

機構(gòu)： 河海大學(xué)能源與電氣學(xué)院

摘要： 太陽能顆粒幕吸熱器可以利用自由下落顆粒直接吸收聚集的太陽輻射能。文章基于離散相模型(DPM)和離散坐標(biāo)輻射模型(DOM),在顆粒幕入口厚度為10~50 mm的5種工況下,對帶有石英玻璃窗的顆粒幕吸熱器進行三維數(shù)值模擬,分析了顆粒相與流場之間的氣固耦合作用和顆粒輻射對吸熱器整體輻射場的影響。模擬結(jié)果表明:帶有石英玻璃窗的顆粒幕吸熱器可以有效增加吸熱器的光熱轉(zhuǎn)化效率、降低對流熱損失和吸熱器空腔內(nèi)壁面再輻射熱損失;在相同顆粒質(zhì)量流量下,顆粒幕厚度對顆粒幕流動形態(tài)和溫度分布存在不可忽略的影響;吸熱器出口處顆粒的平均溫度達到1120 K以上,吸熱器的光熱轉(zhuǎn)化效率達到0.65以上;隨著顆粒幕入口厚度的增大,吸熱器出口處顆粒的平均溫度和吸熱器的光熱轉(zhuǎn)化效率呈現(xiàn)先增大后減小的變化趨勢,在顆粒幕入口厚度為30 mm時,吸熱器出口處顆粒的平均溫度和吸熱器的光熱轉(zhuǎn)化效率最高,分別為1128.5 K和0.664。