一种体积式太阳能二氧化碳接收器的设计方法技术

本发明专利技术公开了一种体积式太阳能二氧化碳接收器的设计方法，将几何参数孔隙率

【技术实现步骤摘要】
一种体积式太阳能二氧化碳接收器的设计方法


[0001]本专利技术属于太阳能接收器
，具体涉及一种体积式太阳能二氧化碳接收器的设计方法
。

技术介绍

[0002]化石燃料的使用所产生的温室气体排放日益受到全世界的关注
。
聚光太阳能发电
(CSP)
是缓解温室效应的一项重要技术，其中太阳能接收器是关键部件
。
目前的接收器依赖于熔盐传热流体
。
然而，由于高温稳定性和高温腐蚀问题，熔盐的工作温度被限制在
600℃
以下
。
例如，商用
HITEC
盐的工作温度只能低于
454℃。
使用超临界二氧化碳作为传热流体的多孔体积式太阳能接收器代表了下一代
CSP
技术
。
它可以在
700℃
以上产生二氧化碳，因此不仅有望高效产生太阳热能，而且有望实现二氧化碳的有价利用
。
[0003]现有技术的设计是通过对每个单一参数进行独立优化而获得的，即通过计算本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种体积式太阳能二氧化碳接收器的设计方法，其特征在于：以碳化硅为体积式太阳能二氧化碳接收器骨架材料，计算体积对流系数
、
有效固相热导率和光学厚度，按照公式
(1)
进行组合优化，得到优化后的孔隙率
、
孔径和长度参数；所述公式
(1)
为：
η
th
＝
f(A
，
E)
＝
f(
τ
，
h
v
，
λ
se
)
＝
f(
φ
，
d
，
L)
ꢀꢀꢀꢀ
(1)
公式
(1)
中，
η
th
是接收器的热效率，
A
是接收器的体积吸收率；
E
是接收器内部在最高温度
(T
s
，
max
)
时的体积发射率；
τ
是光学厚度，
h
v
是体积对流系数，
λ
se
是有效固相热导率，
φ
是接收器的孔隙率，
d
是接收器的孔径，
L
是接收器的长度；其中，公式
(2)
中，
T
s
是固相温度，
I
b
是接收器内部在最高温度
(T
s
，
max
)
时的黑体热辐射；
C
是单位面积聚集的辐射能量密度与入射能量密度之比；
I
sun
是太阳辐照度；
A
＝
f(
τ
)
＝
f(
φ
，
d
，
L)
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(3)E
＝
f(
τ
，
T
s
)
＝
f(
τ
，
h
v
，
λ
se
)
＝
f(
φ
，
d
，
L)
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(4)。2.
根据权利要求1所述的体积式太阳能二氧化碳接收器的设计方法，其特征在于：所述计算体积对流系数
、
有效固相热导率和光学厚度，包括模拟多孔体积式太阳能接收器，并设置模拟条件为：忽略浮力
、
流体动力分散
、
粘性耗散和热膨胀的影响，假设固体的热物理性质与温度无关，流体的热物理性质各不相同，得到连续性方程：以及动量方程：以及动量方程：公式
(5)
～公式
(7)
中，是表面速度，
P
是流体压力，
ρ
f
是流体密度，
μ
f
是流体粘度，是多孔介质产生的源项；以及，采用局部热非平衡态模型获得接收器内流体和固相的温度分布，得到流体和固相的能量方程：相的能量方程：公式
(8)
和公式
(9)
中，
C
p
，
f
是流体的比热，
T
f
是流体温度，
λ
fe
是流体的有效热导率，
λ
se
是固相的有效热导率，其中，
λ
fe
＝
φλ
f
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(10)
以及，体积对流系数表示为：通过求解辐射传输方程得出源项
s
r
：辐射传输方程为：公式
(14)
中，
τ
是光学厚度，

【专利技术属性】
技术研发人员：刘东，倪学为，冯浩，张莹，李强，
申请(专利权)人：南京理工大学，
类型：发明
国别省市：