风对槽式聚光系统效率影响研究

发布时间：2024-03-16 07:49

　　太阳能光热发电因其拥有电能质量优良、可连续发电、制造成本低、对环境无污染等优点,在我国能源市场上拥有广阔的发展前景。在众多太阳能光热发电设备中,槽式光热发电系统的制造工艺相对简单,制造成本较低,是当前光热电站中最主流的发电设备。而目前我国关于槽式光热发电相关技术的研究成果较少,其中针对我国的自然环境条件下槽式聚光器的设计标准还未成熟。在多种环境影响因素中,风对聚光器的聚光效率影响显著。为了保证聚光器在规定风速下以标准范围内的聚光效率进行生产,并确保聚光器结构的安全稳定,因此对风致槽式聚光器效率变化的研究就显得十分重要。本研究以计算流体力学、结构强度理论、蒙特卡洛光线追踪法为理论支撑,对槽式聚光器进行了流体、结构及光线追踪分析,得出镜面的风压分布,聚光器结构产生的位移,以及镜面聚光效率的变化趋势,且针对仿真实验的结果进行了深入的分析。首先本研究以槽式太阳能光热发电系统的聚光器为研究对象,在已有参数的基础上对聚光器进行了三维建模。基于计算流体力学和近地风理论,在软件Fluent中对流体域的尺寸进行了计算和设置,并对计算模型进行了网格划分及边界条件的设定,分析了聚光器在不同的工作角度下附近流...

【文章页数】：64 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题研究意义与背景
    1.2 风对槽式太阳能发电系统的影响分析
    1.3 国内外研究现状
        1.3.1 国外槽式太阳能聚光器研究现状
        1.3.2 国内槽式太阳能聚光器研究现状
    1.4 研究内容
第2章 槽式聚光器流场特性分析及风压分布规律
    2.1 引言
    2.2 流体力学基础
        2.2.1 流体的基本特性
        2.2.2 流动的基本特性
    2.3 近地风理论研究
        2.3.1 大气边界层风
        2.3.2 平均风特性
    2.4 计算流体力学基础与湍流模型的选择
        2.4.1 计算流体力学基本方程
        2.4.2 湍流模型的选择与应用
    2.5 数值风洞的建立及工况选择
        2.5.1 数值风洞大小的选取
        2.5.2 计算模型与工况选择
        2.5.3 网格的划分
        2.5.4 边界条件及求解设置
    2.6 槽式聚光器数值模拟结果分析
        2.6.1 以俯仰角为变量的流场分析
        2.6.2 以俯仰角为变量的风压分布规律
    2.7 本章小结
第3章 槽式聚光器在风载荷作用下的结构响应
    3.1 引言
    3.2 Ansys流固耦合分析
        3.2.1 流固耦合分析介绍
        3.2.2 流固耦合基础
        3.2.3 Ansys单项流固耦合分析步骤
    3.3 结构强度分析基础方程
    3.4 风载荷作用下的结构强度分析
        3.4.1 不同工作角度下的位移变形分析
        3.4.2 不同风速下聚光器的变形分析
        3.4.3 不同工作角度下的应力分布分析
        3.4.4 不同风速下聚光器的等效应力分析
    3.5 本章小结
第4章 风对不同角度下槽式聚光器聚光效率影响研究
    4.1 引言
    4.2 光线追踪仿真分析基础
        4.2.1 蒙特卡洛法的基本思想
        4.2.2 Tracepro软件仿真操作步骤
    4.3 槽式聚光镜效率变化研究
        4.3.1 槽式聚光器在风作用下聚光效率的变化规律研究
        4.3.2 聚光效率与应力和变形相关性研究
    4.4 本章小结
总结与展望
    总结
    展望
参考文献
致谢



本文编号：3929340