图6 环境风速变化?效率曲线 图7 DNI变化火?效率曲线
4.3 HTF流量对?效率的影响
图8给出了HTF流量与?效率的影响关系，由图可知，虽然随着HTF流量增大，?效率随之提高，但?效率的提高幅度并不大，流量从25L/min提高到75L/min，?效率只提高了0.32%。因此在实际运行过程中，提高HTF的流量对?效率的提高没有明显效果，而且反而可能增加了泵工，是系统的整体效益下降。因此，对于HTF流量对?效率影响，存在一个最佳流量，是的整体系统的效益最好。
-图8 HTF流量变化?效率曲线
5 结论
本文建立了集热器一维稳态传热模型和?分析模型，并编制了计算机模拟程序。研究了集热器吸收管选择性涂层的吸收率、玻璃套管的透射率、太阳辐照强度和HTF流量对集热器?效率的影响关系，揭示了集热器各传热过程的?损失份额大小。得到以下结论： 1) 随着选择性涂层的吸收率的增加，集热器?效率提高，且α4每增加1%，集热器?效率提高0.37%；
2) 随着透射率的增加，集热器的?效率随之提高，且τ2每增加1%，集热器?效率提高0.38%；
3) 随着风速的提高，集热器?效率随之降低，且从自然对流过渡到强迫对流对真空破坏的集热管的?效率影响较大；
4) 随着DNI的增大，集热管?效率随之提高，但提高的幅度逐渐减小；
5) 随着HTF流量增大，?效率随之提高，但?效率的提高幅度并不大，且存在最佳流量使得系统的效益最佳。
附表
附表1 集热器物性参数[4]
名称
玻璃套管外径D2 玻璃套管外壁吸收率α2 玻璃套管透射率τ2 玻璃套管外壁发射率ε2 玻璃套管内径D3 玻璃套管内壁发射率ε3 金属吸收管外径D4 金属吸收管内径D5 支架圆周长Pb[1] 横截面积Ab 选择性涂层发射率ε4
单位 m m m m m m2
大小 0.115 0.02 0.95 0.90 0.115 0.12 0.07 0.066 0.2032 0.0001613 0.14
名称
反射镜开口宽度D1 反射镜反射率ρ 反射镜追踪损失 反射镜几何精度 反射镜反射率 反射镜洁净度 集热管洁净度 集热管其他损失系数 密封头损失
选择性涂层吸收率α4
单位 m
大小 5 0.93 0.99 0.98 0.93 0.95 0.98 0.96 0.97 0.96
附表2 符号对照表
符号 Ta I Ts T6 Q2abs Q3abs Q2conv Q2rad Q32con
d
单位 K W/m2 K K W W W W W W W W W W
含义 环境温度 光照强度 太阳表面温度 流体温度
玻璃套管吸收的热量 玻璃套管内壁吸收的热量 玻璃套管对流散热
玻璃套管外壁向大气热辐射热量 玻璃套管内表面向外表面导热 吸收管向玻璃套管内壁导热 吸收管外壁向玻璃套管热辐热量 金属吸收管外壁向内壁导热热量 支架散热热量 流体吸收的热量
符号 ξ56conv ξ45cond ξ4conv ξ4rrad ξ4abs ξbconv ξ32cond ξ3abs ξ2conv ξ2rad ξ2abs ξopt η
单位
含义
吸收管向流体传热?损率 吸收管外壁向内壁导热?损率 吸收管外壁向玻璃套管导热?损率 吸收管外壁向玻璃套管辐射?损率 吸收管吸热?损率 支架散热?损率
玻璃套管内壁向外壁导热?损率 玻璃套管内壁吸热?损率 玻璃套管外壁向环境导热?损率 玻璃套管外壁向大气热辐射?损率 玻璃套管外壁吸热?损率 光学?损率 集热器?效率
Q4conv Q4rad Q45con
d
Qbconv Q56con
v
参考文献
[1] Price H, Lüpfert E, Kearney D, et al. Advances in parabolic trough solar power technology [J]. ASME Transactions, Journal of Solar Energy Engineering, 2002, 124 (2): 109–125.
[2] R. Forristall. Heat Transfer Analysis and Modeling of a Parabolic Trough Solar Receiver Implemented in Engineering Equation Solver[M]. Technical Report, Oct 2003.
崔映红，卑振华. 抛物面槽式太阳能集热器热力性能研究[J]. 华北电力大学学报, 2010. 37(3):49~50. [3] M.M. Rolim, N. Fraidenraich, C, Tiba. analytic modeling of a solar power plant with parabolic linear collectors[J]. Solar Energy, 2009. 83:126~133.
Angela M. Patnode. Simulation and performance Evaluation of Parabolic trough solar power plants: [master paper][D]. Sanford A. Klein: University of Wisconsin-Madison, 1996. 33~34
[4] 熊亚选, 吴玉庭, 马重芳等. 槽式太阳能集热管传热损失性能的数值研究[J]. 中国科学, 2010. 3(40):263~270.
[5] 高志超, 隋军, 刘启斌. 槽式太阳能集热及蒸汽发生系统研究中国工程热物理学会学术会议论文 肖杰, 何雅玲, 程泽东等. 槽式太阳能集热器性能分析[J]. 工程热物理学报, 2009. 5(33):729~733.
[6] Vernon E. Dudiey, Gregory J. Kolb, Michael Sloan etc. Test results SEGS LS-2 solar collector[R]. Hank Price. Sand94-1884 [C], Sandia, U.S. Department of Energy, 1994：A-4