基于Al2O3纳米流体的槽式太阳能热发电集热器传热建模及性能分析
2021-04-28刘尧东张燕平万亮高伟
发电技术 2021年2期
刘尧东,张燕平,*,万亮,高伟
(1.华中科技大学能源与动力工程学院,湖北省 武汉市 430074;2.华中科技大学中欧清洁与可再生能源学院,湖北省 武汉市 430074)
0 引言
随着化石燃料的枯竭和温室效应的加剧,太阳能因其独特的优势而受到越来越多的关注[1-2]。目前,利用太阳能热发电主要有槽式、碟式、塔式3种[3]。其中,抛物槽式太阳能热发电技术是最成熟和最有成本效益的太阳能利用技术[4-5]。而提高槽式集热器的系统效率、降低系统成本是研究的主要方向,纳米流体技术的发展为研究提供了一种新思路。
纳米流体的概念由美国 Argonne 国家实验室的Choi[6]于1995年首先提出,是一种新型的传热流体[7]。国内外研究人员针对纳米流体槽式集热器进行了很多研究,如:文献[8-11]分别对CuO-熔融盐、Al2O3-合成油、CeO2-水,SiO2-水等不同类型的纳米流体进行了传热性能研究,结果表明,使用纳米流体作为集热器的传热流体可以提高集热器的传热效率和平均换热系数;文献[12]研究了槽式集热器中纳米流体对集热管壁面的热应力和热形变的影响;文献[13]用熵产的方法来评估纳米流体对集热器性能的影响,通过研究发现,存在一个最佳雷诺数,能使集热器的热力性能达到最佳。
以上研究主要集中在槽式集热器中纳米流体对集热管传热性能的强化方面。近年来,随着槽式太阳能热发电储热罐蓄热系统研究的不断深入,已有研究[14]表明槽式集热器蓄热系统的进出口速度以及传热流体的物性改变会导致储热效率发生变化。……
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