研究目的
研究非均匀太阳辐射下波纹接收管内FLiNaK盐的传热性能，以减小温差并提高聚光太阳能系统的效率。
研究成果
与裸管相比，波纹接收管显著改善了温度分布的均匀性并增强了传热效果。当脊高与管间距之比为0.2时，可获得最佳传热性能。本研究为聚光太阳能系统接收管的设计优化提供了重要参考。
研究不足
该研究仅限于数值模拟，未包含实验验证。未考虑实际运行条件的影响，例如热损耗和材料随时间的退化。
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[美国机械工程师学会（ASME）2017年动力会议与ICOPE-17联合举办，同期举行ASME 2017年第11届国际能源可持续性会议、第15届国际燃料电池科学与工程技术会议及核论坛 - 美国北卡罗来纳州夏洛特市（2017年6月26日星期一）] 第二卷：仪表与控制、数字控制系统及人为因素影响；电厂建设问题与供应链管理；电厂运行、维护、老化管理、可靠性与性能；可再生能源系统：太阳能、风能、水能和地热能；风险管理、安全与网络安全；蒸汽轮机-发电机、电动发电机、变压器、开关设备以及电气辅助系统；学生竞赛；热力学与计算流体动力学 - 非均匀太阳辐射下波纹接收管内LiF-NaF-KF盐的传热性能
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[美国机械工程师学会（ASME）2017年动力会议与ICOPE-17联合举办，同期举行ASME 2017年第11届国际能源可持续性会议、第15届国际燃料电池科学与工程技术会议及核论坛 - 美国北卡罗来纳州夏洛特市（2017年6月26日星期一）] 第二卷：仪表与控制、数字控制系统及人为因素影响；电厂建设问题与供应链管理；电厂运行、维护、老化管理、可靠性与性能；可再生能源系统：太阳能、风能、水能和地热能；风险管理、安全与网络安全；蒸汽轮机-发电机、电动发电机、变压器、开关设备以及电气辅助系统；学生竞赛；热力学与计算流体动力学 - 非均匀太阳辐射下波纹接收管内LiF-NaF-KF盐的传热性能
DOI：10.1115/power-icope2017-3210
出版年份：2017
更新时间：2025-09-04 15:30:14
摘要：
由于太阳辐射不均匀和接收器结构问题，接收管上的热通量分布不均，导致接收器过热及热应力失效，影响聚光太阳能发电（CSP）系统的安全运行。为降低接收管壁温差并提高CSP系统效率，本研究选用在900°C工作温度下比硝酸盐具有更好高温稳定性的三元共晶盐LiF–NaF–KF（46.5–11.5–42 wt.%，后称FLiNaK）作为传热流体，并通过CFD软件模拟非均匀热通量下波纹接收管中FLiNaK的传热性能。数值结果表明：非均匀热通量对接收管和FLiNaK盐的温度分布影响显著；与光管相比，波纹管不仅能通过改善温度分布均匀性大幅降低管壁与熔盐温差，还能增强熔盐传热——其传热系数随雷诺数和热通量增大而升高。此外，波纹管的强化效果取决于波峰间距与高度，当波峰高度与间距比为0.2时熔盐传热系数达到最大值。本研究可为CSP系统接收管设计优化提供指导。
作者：
Chaxiu Guo，Dongwei Zhang，Junjie Zhou，Wujun Zhang，Xinli Wei
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