回路型重力熱管太陽(yáng)能蒸汽發(fā)生系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及理論分析

【摘要】： 中高溫蒸汽在工業(yè)上的用途非常廣泛，針對(duì)工業(yè)上需求量很大的180℃左右的蒸汽，本文設(shè)計(jì)了回路型重力熱管太陽(yáng)能蒸汽發(fā)生系統(tǒng)。該系統(tǒng)獨(dú)創(chuàng)性地把回路型重力熱管與拋物槽聚焦集熱器結(jié)合起來(lái)，利用傳熱性能優(yōu)良的回路型重力熱管把拋物槽聚焦集熱器收集到的太陽(yáng)能傳遞給鍋筒內(nèi)的水，產(chǎn)生中高溫蒸汽。分析表明回路型重力熱管適合與拋物槽集熱器結(jié)合產(chǎn)生中高溫蒸汽，在太陽(yáng)能熱利用的中高溫領(lǐng)域有著廣闊的前景。 本文具體介紹了回路型重力熱管太陽(yáng)能蒸汽發(fā)生系統(tǒng)各個(gè)部件的設(shè)計(jì)，對(duì)鍋筒的設(shè)計(jì)考慮了其密封、安全閥和壓力控制等問(wèn)題，采用自力式壓力調(diào)節(jié)閥能夠使鍋筒內(nèi)蒸汽的壓力波動(dòng)小于±7％，保證了鍋筒的穩(wěn)定安全運(yùn)行；在完成搭建回路型重力熱管太陽(yáng)能蒸汽發(fā)生系統(tǒng)裝置的基礎(chǔ)上，建立了回路型重力熱管系統(tǒng)性能的測(cè)量系統(tǒng)，通過(guò)分析得到：系統(tǒng)的效率和集熱器的效率可以根據(jù)測(cè)量鍋筒的飽和蒸汽溫度和壓力、回路型重力熱管沿程管壁溫度、太陽(yáng)輻射強(qiáng)度以及鍋筒排出的蒸汽流量等參數(shù)進(jìn)行計(jì)算，并分析確定了上述主要參數(shù)的測(cè)量方法。 通過(guò)對(duì)回路型重力熱管太陽(yáng)能蒸汽發(fā)生系統(tǒng)的傳熱過(guò)程進(jìn)行熱阻分析，建立了系統(tǒng)性能的計(jì)算模型，計(jì)算結(jié)果表明：集熱器的熱損失系數(shù)U，基本不受太陽(yáng)輻射強(qiáng)度Ⅰ影響，而受吸收涂層的發(fā)射率ε的影響比較大，吸收涂層的發(fā)射率ε越高集熱器的熱損失系數(shù)U，越大，采用ε=0.1的化學(xué)涂銅黑時(shí)和ε=0.9的黑板漆作為吸收涂層時(shí)，集熱器的熱損失系數(shù)增大了約6.43W／(m~2·K)；集熱器效率η_c和系統(tǒng)效率η隨太陽(yáng)輻射強(qiáng)度Ⅰ的增大而增大，隨發(fā)射率增大而減少；集熱器效率和系統(tǒng)效率隨鍋筒內(nèi)飽和蒸汽溫度的升高而減少，當(dāng)鍋筒內(nèi)飽和蒸汽的溫度從170℃升高到200℃時(shí)，采用ε=0.9黑板漆、ε=0.4選擇性吸收涂料和ε=0.1化學(xué)涂銅黑作為吸收涂層時(shí)，集熱器效率分別減少了1.9％、1.1％和0.3％，系統(tǒng)效率分別減少了3.6％、2.8％和2％。 【關(guān)鍵詞】：回路型重力熱管 太陽(yáng)輻射強(qiáng)度 熱損失系數(shù) 發(fā)射率 吸收涂層 系統(tǒng)效率 集熱器效率
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2007
【分類(lèi)號(hào)】：TK513
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-7
• 目錄7-9
• 主要符號(hào)表9-10
• 第一章 緒論10-19
• 第一節(jié) 研究背景及意義10-12
• 第二節(jié) 國(guó)內(nèi)外太陽(yáng)能蒸汽的研究現(xiàn)狀12-17
• 第三節(jié) 熱管在太陽(yáng)能熱利用中的應(yīng)用17
• 第四節(jié) 本文的主要任務(wù)和目的17-19
• 第二章 回路型重力熱管太陽(yáng)能蒸汽發(fā)生系統(tǒng)的設(shè)計(jì)19-40
• 第一節(jié) 系統(tǒng)簡(jiǎn)介20-21
• 第二節(jié) 拋物槽集熱器21-24
• 第三節(jié) 支架高度的設(shè)計(jì)24-25
• 第四節(jié) 回路型重力熱管的設(shè)計(jì)25-33
• 第五節(jié) 鍋筒的設(shè)計(jì)33-38
• 第六節(jié) 吸收涂層及保溫材料38-40
• 第三章 回路型重力熱管太陽(yáng)能蒸汽發(fā)生系統(tǒng)性能的測(cè)量系統(tǒng)和測(cè)量方法40-49
• 第一節(jié) 太陽(yáng)輻射強(qiáng)度測(cè)量元件40-41
• 第二節(jié) 測(cè)壓元件及壓力調(diào)節(jié)元件41-42
• 第三節(jié) 測(cè)溫元件42-45
• 第四節(jié) 系統(tǒng)效率和集熱器效率的測(cè)量方法45-49
• 第四章 回路型重力熱管太陽(yáng)能蒸汽發(fā)生系統(tǒng)性能的計(jì)算模型49-67
• 第一節(jié) 集熱器傳熱過(guò)程的分析50-55
• 第二節(jié) 回路型熱管傳熱過(guò)程及熱阻分析55-60
• 第三節(jié) 系統(tǒng)性能的計(jì)算60-67
• 第五章 結(jié)論67-73
• 參考文獻(xiàn)73-77
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文77-78
• 致謝78

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