基于Fluent的全玻璃太阳能真空管的模拟.docx

摘要： 随着环境污染的加剧，化石能源的稀缺，新能源逐渐得到了人们的青睐，其中太阳能由于分布范围广泛、资源丰富，成为人们研究的重点。太阳能烟囱发电是一种特殊的光热发电形式，不消耗燃料，不会对环境产生任何的污染，设备投入成本相对较低，是非常有发展前景的太阳能发电形式。其中，太阳能真空管是太阳能烟囱发电系统的重要组成部分，可以把空气快速加热，推动系统的运行。本文主要介绍太阳能烟囱发电的结构、原理和Fluent软件的原理、使用方法。本文通过Fluent12.1软件，模拟了太阳能真空管内部空气的温度场和流场。结果表明：在600W/m2、1000W/m2和1400W/m2辐射强度下，空气温度分别升高了13.25K、22.09K和30.92K。空气的升温幅度随着辐射强度的增加而增加。在600W/m2、1000W/m2和1400W/m2辐射强度下，导流管出口流速分别为0.07906m/s、0.08164m/s和0.08419m/s。导流管的出口流速随着太阳辐射强度的增大而增大。

【关键词】  太阳能烟囱发电，太阳能真空管，Fluent，数值模拟

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摘要

Abstract

第一章 绪论1

1.1 研究的背景   1

1.2 研究现状1

  1.2.1国外研究现状1

  1.2.2国内研究现状2

1.3 计算流体力学简介3

  1.3.1 计算流体力学的求解过程3

  1.3.2数值模拟方法的分类4

1.4 Fluent简介5

  1.4.1 Fluent软件的结构5

  1.4.2 Fluent软件的计算类型5

  1.4.3 Fluent软件的求解步骤6

第二章 太阳能烟囱发电的原理7

2.1 太阳能烟囱发电系统的结构7

  2.1.1 太阳能烟囱8

  2.1.2 集热装置8

  2.1.3 涡轮机组9

  2.1.4 储热装置9

2.2太阳能烟囱发电的原理10

2.3太阳能烟囱发电的优缺点10

  2.3.1 太阳能烟囱发电的优势10

  2.3.2 太阳能烟囱发电的缺点11

第三章 玻璃真空管的数值模拟11

3.1 Fluent计算模型11

  3.1.1 Fluent软件的守恒方程12

  3.1.2 Fluent软件的传热模型12

3.2 建立模型12

  3.2.1 定义计算模型12

  3.2.2 建立模型和划分网格13

3.3 边界条件的设定14

3.4 结果分析和讨论15

  3.4.1 太阳能真空管的温度场分析15

  3.4.2 太阳能真空管的流场分析19

第四章 结论22

4.1 工作总结22

4.2  存在的问题和展望22

参考文献24

致谢26