数值模拟在太阳能烟囱通风效应研究中的应用

随着计算技术和计算机技术的飞速发展,数值模拟已经在工业生产的各个领域中得到了广泛的应用并在科研和生产中发挥着越来越重要的作用。简要介绍了数值模拟技术在太阳能烟囱通风效应研究的科学意义、研究现状和应用前景作了分析总结。     

太阳能烟囱发电站模型的分析与研究

介绍了太阳能烟囱发电站的工作原理，并在给定参数下对太阳能烟囱的主要设计参数进行了计算，得到了太阳能烟囱内气流速度的最大值。通过数值计算对太阳能烟囱内的速度场进行了模拟，并与计算结果进行了比较，讨论了影响太阳能电站发电功率的主要因素，分析了将太阳能烟囱建设在山坡上的可行性。     

太阳能烟囱发电装置的CFD模拟

用Fluent软件对太阳能烟囱发电装置内的气流进行了数值模拟，获得了太阳能烟囱发电装置内气流流速、温度等分布，并将温度场模拟计算值和试验检测值进行了比较。结果表明：气流在集热棚中从四周向中部汇流是一个加速的过程；从地面到烟囱，随着高度的增加温度呈递减分布。温度分布模拟与试验检测结果的规律基本相似。但由于进行了稳态假设，也存在一定差别。数值模拟结果以集热棚中心呈对称分布。然而，由于集热棚南部接收的太阳辐射大于北部，在试验检测中南边的温度明显高于北边的温度，温度的峰值向南边偏移，呈不对称分布。     

结构形状对太阳能烟囱系统热特性的影响研究

不同太阳能烟囱（SC）形状对系统集热特性影响不同。建立10°圆形SC数值模拟模型和试验台架,将系统数值模拟与试验测试结果对比验证,二者相对误差值小于4%,数值模拟方法正确;采用相同的数值模拟方法对0°圆形、0°方形和10°方形SC模型进行计算,将不同系统计算结果进行对比。结果表明：不同系统结构蓄热层表面温度场均匀性和受烟囱阴影影响不同,10°方形蓄热层表面温度场受烟囱阴影影响最小;对比烟囱内流体速度,10°方形具有更高速度梯度,更有利于确定涡轮机的位置;不同系统烟囱内部流体总焓差不同,10°方形SC系统总焓差较大;相比于0°圆形SC系统,其他3个SC系统的集热效率分别提高了11.328%、43.705%和66.061%,质量流量提升了59.36%、8.39%和39.04%。     

太阳能烟囱发电系统的性能研究

采用通用商业CFD软件ANSYS Fluent 13.0对太阳能烟囱发电系统进行数值模拟,获得太阳能烟囱发电系统的空气流速分布。结果表明:在其他条件不变的情况下,集热棚周边高度对系统的发电功率几乎没有影响;太阳能烟囱发电系统的烟囱直径存在最佳值,使太阳能烟囱发电系统的输出功率最大;集热棚斜度也存在最佳值,使系统输出发电功率最大。     

太阳能烟囱发电技术

叙述了太阳能烟囱发电技术的产生背景,介绍了太阳能烟囱发电技术原理、能量转化过程及效率,指出,太阳能烟囱发电所需投资相对较低,是一项很有发展前景的发电技术。     

太阳能烟囱发电系统的CFD模拟研究

太阳能烟囱发电技术是一项综合应用温室效应技术、烟囱技术及风力涡轮发电技术于一体的太阳能发电新技术,是实现大规模开发和利用太阳能的一种新途径.采用计算流体动力学(CFD)方法对太阳能烟囱发电系统的速度场、压力场和温度场进行了数值模拟.结果表明:在其它条件不变的情况下,集热棚周边高度对系统的发电功率没有影响;太阳能烟囱直径存在一最佳值,使发电系统输出的发电功率最大.     

太阳能烟囱发电技术现状及展望

寻求清洁的可再生能源是全世界的研究热点之一,太阳能发电技术将是最有发展前途的新能源技术。介绍了太阳能烟囱发电技术产生的背景,太阳能烟囱发电技术原理,太阳能烟囱发电的特点,世界各国太阳能烟囱发电技术的研究进展以及发展现状和前景。     

太阳能烟囱综合利用海水系统的初步研究

针对目前太阳能海水淡化技术和太阳能烟囱发电技术在经济或技术上存在的问题,提出了太阳能烟囱综合利用海水系统,在利用太阳能烟囱进行海水淡化的同时,以制取的淡水进行水力发电。首先以天津汉沽地区的气象数据对综合系统的性能进行了初步估算;其次建立并优化小型实验系统,获取不同冷凝方式的实验结果。通过实验与理论估算结果的对比来分析该综合系统的理论和经济可行性。理论和实验研究结果表明:采用间壁冷凝换热方式,所提出的综合设计方案具有可行性,并同时推动太阳能烟囱技术和海水淡化技术的发展。     

太阳能辐射采暖系统及其设计

地板辐射采暖方式已在我国广泛地应用。由于这种采暖方式要求水温不高,利用太阳能集热系统作为采暖热源是比较理想的。介绍了太阳能集热与热泵技术结合的采暖及其设计步骤、计算方法等。     

太阳能热风发电系统的性能分析及研究方法

阐述了太阳能热风发电系统的研究进展.对影响该系统性能的主要因素———集热棚、空气涡轮机及烟囱的特性进行了分析,并根据这些影响因素探讨了太阳能热风发电系统的研究方法及关键问题.给出了部分研究结果,说明对太阳能热风发电系统的研究还需深入,提出应加快商用电站的建设.并指出:在发展太阳能热风发电系统时,应综合考虑荒漠治理、农作物种植及海水淡化处理等.     

集热棚半径和涡轮压降对太阳能热风系统性能的影响

研究了太阳能热风系统中涡轮压降和集热棚半径对系统功率的影响,并对流动方向上集热棚内温度的分布情况进行了分析.结果表明:结构确定的太阳能热风系统存在使系统功率最大的最佳涡轮压降;在涡轮压降不变的情况下,系统功率随集热棚半径增大到一定程度后将不再增大,即无限制地增大集热棚半径是无意义的,指导工程运用时不能仅通过增大集热棚半径来增大系统功率;增大涡轮压降能在一定程度上加快空气的温升速率、提高空气最终温度以及降低系统的做功潜能.     

一种新型的太阳能发电技术

对迄今为止有关太阳能热气流发电技术的研究成果进行了全面的综述,其中包括作者在该领域的最新研究进展：太阳能热气流发电系统的热力学循环,HAG效应,带有蓄热层的系统以及带有透平的系统耦合数值模拟等,并对下一步的研究工作进行了展望。     

一种新型的太阳能热气流发电系统

提出了一种螺旋集热型太阳能热气流发电系统,建立了该系统的流动与传热特性数学模型.数值模拟结果表明,与西班牙太阳能热气流试验电站相比,在烟囱出口流动与传热特性参数及输出功率相同情况下,螺旋集热型太阳能热气流的集热棚半径减少了25%,占地面积减少了44%,具有较明显的经济性和商业优势.