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1、流化床顆粒接收器內(nèi)流動(dòng)與傳熱特性數(shù)值模擬研究太陽(yáng)能作為一種清潔可再生能源未來(lái)很有可能代替?zhèn)鹘y(tǒng)的化石燃料,太陽(yáng)能熱利用技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生,其中聚光太陽(yáng)能發(fā)電技術(shù)近年來(lái)得到迅速發(fā)展,提供了一種可再生能源轉(zhuǎn)換系統(tǒng)。接收器是聚光太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)的關(guān)鍵部分,決定著整個(gè)系統(tǒng)的熱電轉(zhuǎn)換效率。目前對(duì)于接收器的研究主要集中于如何通過(guò)改進(jìn)接收器結(jié)構(gòu)來(lái)改善傳熱介質(zhì)的流動(dòng)特性,從而獲得高溫介質(zhì),提高接收器熱電轉(zhuǎn)換效率。本文對(duì)流化床顆粒接收器內(nèi)顆粒流動(dòng)特性進(jìn)行相關(guān)性的研究,采用數(shù)值模擬方法分別研究了稀疏和稠密顆粒相在流化床接收器內(nèi)的流動(dòng)和傳熱特性?；跉W拉-拉格朗日方法對(duì)太陽(yáng)能流化床顆粒接收器中的氣
2、固兩相流動(dòng)進(jìn)行建模,分別采用離散顆粒模型(DiscretePhaseModel,DPM)和稠密離散顆粒模型(DenseDiscretePhaseModel,DDPM)對(duì)接收器中稀疏和稠密顆粒進(jìn)行描述,在稠密顆粒流中考慮了顆粒碰撞,模型中通過(guò)離散單元模型(DiscreteElementModel,DEM)進(jìn)行封閉。輻射源相和接收器內(nèi)輻射場(chǎng)的相互作用通過(guò)SolarLoad模型和離散坐標(biāo)模型(DiscreteOrdinate,DO)描述?；贒PM方法對(duì)內(nèi)循環(huán)流化床內(nèi)稀疏顆粒流動(dòng)和傳熱過(guò)程進(jìn)行數(shù)值模擬,分析了稀疏顆粒在接收器內(nèi)的宏觀運(yùn)動(dòng)以及顆粒運(yùn)動(dòng)特性對(duì)溫度場(chǎng)的影響,對(duì)比
3、分析了不同氣體質(zhì)量流量下的顆粒運(yùn)動(dòng)和傳熱特性。得出在氣體進(jìn)口流量增大時(shí),顆粒和氣體在接收器內(nèi)的再循環(huán)特性增強(qiáng),傳熱效果也增強(qiáng)。傳熱介質(zhì)的熱傳遞系數(shù)和顆粒的吸收系數(shù)隨顆粒體積分?jǐn)?shù)增加而增加?；贒DPM-DEM方法對(duì)雙腔式內(nèi)循環(huán)流化床接收器內(nèi)的稠密顆粒運(yùn)動(dòng)和傳熱過(guò)程進(jìn)行數(shù)值模擬,模型中考慮了顆粒的流動(dòng)、碰撞和傳熱作用。分析了稠密顆粒在該接收器內(nèi)的流動(dòng)特性,以及稠密顆粒循環(huán)流對(duì)傳熱效果的影響。得出稠密顆粒內(nèi)循環(huán)流動(dòng)可以增強(qiáng)接收器列顆粒與氣體之間的熱傳遞效果,同時(shí)接收器內(nèi)的溫度分布也更加的均勻,顆粒溫度和氣體溫度得到很大提高,分別達(dá)到1400K和1200K。
