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%。