梯形太阳池热性能与影响因素分析

基于实验数据对梯形太阳池进行了一维数值模拟,建立了热盐双扩散模型,改进了池底反射模型、辐射透射模型和热损失模型,通过模拟与实验结果对比验证了模型有效性.根据模拟结果分析了梯形太阳池温度分布规律、热稳定性及能源效率,讨论了池水浊度对其热性能的影响.结果表明:梯形结构有利于提升太阳池热利用率;太阳池运行初期,各层能源效率在20%~50%,下对流层能源效率最为稳定,维持在25%左右;下分界层稳定性要优于上分界层,温度梯度越大分界层稳定性越差.     

蒸氨废液太阳池主要参数对储热性能的影响规律研究

以获得纯碱蒸氨废液太阳池的运行规律为目的,采用控制变量法试验,分析了太阳池横截面积、盐梯度层浊度、盐梯度层厚度和下对流层浓度4个主要参数对太阳池储热性能的影响,并采用最小二乘法对试验数据进行拟合,分别建立了数学模型。结果表明:下对流层温度与太阳池横截面积呈线性关系、与盐梯度层浊度呈线性关系、与盐梯度层厚度呈二次曲线关系、与下对流层浓度满足分段函数关系。研究结果为太阳池储热性能的理论研究奠定了基础。     

盐度与浊度对太阳池各层性能的影响

针对盐梯度太阳池的盐度和浊度,采用实验与理论分析相结合的方法进行研究.通过建立小型太阳池,得到了不同盐梯度下太阳池各对流层温度曲线;从光学的角度进行理论分析,并与实验数据对比,结果表明:温度变化率随太阳池深度增加而增加,温度变化率在下对流层深度的2/5 ～3/5处最大;非对流层浊度随盐度、悬浮颗粒粒径及数量增大而增大;太阳池的升温速率与保温性随盐度与浊度的增大而增大,盐度与浊度可以提高下对流层储热性能.     

海水太阳池二维数学模型

盐梯度海水太阳池具有收集和贮存太阳能的双重功能.为了满足太阳池研究计算的需要,建立了海水太阳池的二维轴对称模型,对太阳池内的温度场进行了模拟计算,并与实验数据进行了对比.通过比较发现,采用W.S.模型,其数值结果和实测值比较吻合;太阳池面积和浊度对太阳池热行为有很大影响,应用二维模拟计算,可确定简化为一维模型的太阳池的最小面积为300m2.     

盐田太阳池实验研究

在海边盐田建造了50m^2的太阳池，以制盐的废弃液“老卤”灌注太阳池底层，以海水或收集的淡水冲洗水面，进行了太阳池蓄热的实验，测量了太阳池的密度、温度和浊度的分布，对盐田太阳池的运行维护和经济性进行了分析研究。对盐田太阳池特有的问题，如老卤的澄清化处理和卤虫的杀灭进行了实验。研究表明盐田太阳池是一种成本低、用途广泛、适于大规模应用的太阳能集热和蓄热装置。     

强化太阳池热性能实验研究

建立了两个表面尺寸2.4m×2.4m、深1.2m结构相同的小型盐水太阳池,通过向太阳池底部添加多孔介质、在太阳池表面加透明塑料膜盖,以及将太阳池与太阳能集热器相结合的方法,探索强化太阳池热性能的途径.实验结果表明:多孔介质用于太阳池可以起到降浊、蓄热的双重功效、加透明塑料膜盖可以有效降低太阳池浊度,减少表面散热,并影响下对流层温度分布;辅加太阳能集热器可以明显增加太阳池下对流层温度,但对非对流层和上对流层影响较小.     

太阳池底部加设多孔介质实验与模拟研究

海边小型实验太阳池证明了多孔介质——卵石的加入能够提高太阳池下对流层（LCZ）温度和太阳池贮热量,并有利于保持补盐过程中池水的澄清.利用有限差分方法研究了多孔介质对LCZ温度、太阳池贮热量以及太阳池最大提热率的影响.计算结果表明一定的土壤条件下适当的多孔介质厚度可以提高太阳池的贮热量以及太阳池的最大提热率.还讨论了土壤...     

蒸氨废液太阳池的优化试验研究

以改善纯碱蒸氨废液太阳池的储热性能为目的,进行了太阳池的大小、下对流层浓度、3层溶液厚度、以及移液方式等因素对太阳池储热性能影响的试验研究。结果表明:蒸氨废液太阳池的横截面积越大、储热性能越好,下对流层溶液浓度40°Be',3层溶液厚度比例为2∶8∶5的太阳池升温最快,平衡时温度最高达到66℃。每隔1.2 h取液和补液一次,每次取液量和补液量占太阳池下对流层总液量的1.92%,20 min取(补)完较合适,能够维护太阳池稳定运行。     

平面反射板对太阳池集热性能的影响

本文提出了太阳池反射板的数学模型,并进行了计算。结果表明,加设平面反射板可以提高小型太阳池的集热性能,尤其在冬季其效果更加明显。     

用计算机模拟研究太阳池稳态特性及结构参数

采用有限差分法用计算机对太阳池的稳态性能进行了研究，并与圆形斜壁小型太阳池的实测数据进行了比较，两者相当吻合。还讨论了太阳池的部分结构参数对太阳地稳态特性的影响。     

多孔介质对太阳池热盐扩散影响实验研究

研究在太阳池底部增设多孔介质水层对太阳池热盐扩散的影响及对水体的传热特性和温度分布的影响.实验结果表明,多孔介质水层可以起到隔热保温作用.测量了石子水层和炉渣水层的热扩散率和导热系数,验证了炉渣水层的隔热保温性比纯水强;通过观测有多孔介质层与无多孔介质层以及不同材质、不同尺寸多孔介质等情况下的盐扩散规律,发现多孔介质层明显抑制了盐的扩散,有利于盐梯度的保持.     

水浊度和提热量对太阳池盐梯度层稳定性综合影响

研究了太阳池非对流层在温度梯度作用下的重力稳定性问题.考虑了池水对于太阳辐射的吸收,并假设边界上一定的热通量为导热微分方程的边界条件,基于控制方程的弱解形式采用Galerkin方法得到对流开始发生的临界条件.给出了池水的浊度（消光系数）和提热量f对于非对流层（也叫梯度层）稳定性的影响.结果表明,临界稳定值Rac受水体浊度的影响很小,当浊度变大后,Rac略有下降;考虑提热量f和浊度的综合影响,当f为0.65～0.70时,池水浊度对梯度层稳定性的影响最小;当f小于此范围时,随着梯度层内浊度的增大,Rac增大,系统趋向稳定;当f大于此范围时,随着梯度层浊度的增大,Rac减小,系统趋向于不稳定.     

浊盐水自由沉降与太阳池降浊增效实验研究

通过实验室内浊盐水自由沉降实验分析不同盐度、工质及温度下的浊度变化规律,提出采用多孔介质吸附剂进行物理降浊的方法,讨论了4种多孔介质材料的降浊效果;建立2个表面积为2.4m×2.4m、深1.2m的小型盐水太阳池,进行了添加多孔介质的浊度对比实验;通过对实验数据的非线性拟合构建了太阳辐射透射率混合回归模型.结果表明:盐水浊度去除率比卤水高10%左右;盐度从0.2%增至20%时,盐水浊度去除率降低了8%;加入不同多孔介质后,灰尘颗粒自由沉降速度加快,浊度去除率可升高3%~13%;在太阳池内添加多孔介质可有效降低池水浊度,增加池内的太阳辐射透射率.     

新疆焉耆日光温室热环境差异性分布的研究

为了研究日光温室内部热环境的差异性分布,在大寒日期间(2014年1月20-22日)对焉耆地区日光温室后墙和地面不同位点的温度和光照进行了监测和分析。结果表明:地表和后墙表面温度分布的不均匀主要由其表面的太阳辐射能分布不同和传热性能的不同所致。揭帘后,地表总辐射照度表现为由南向北递增,地表温度表现为中部前部后部,各部位温差最大值出现在下午16:00,此时中部地表最高达到29.2℃,而其表面的太阳总辐射照度为264.1 W/m2,小于前部。后墙表面的总辐射照度和温度自上而下递增。盖帘后,地表温度在南北方向上由南向北递增,后墙表面的温度自上而下递增。次日11:00时(揭帘之前)各部位平均温差最小。     

耦合多孔介质层的内产热腔体双扩散自然对流

为提升太阳池的蓄热能力和运行稳定性,需要充分了解盐梯度太阳池的热盐对流特性。本文采用格子Boltzmann方法模拟研究具有多孔介质层内产热腔体内的双扩散自然对流与熵产。探讨内产热系数、达西数、Soret与Dufour效应等影响因素作用下,腔体内热质传递过程与熵产的变化规律。结果表明：低达西数的多孔介质层有助于抑制腔体底面的传热传质效率,且盲目减小达西数的影响并不大,而内产热的增加会抑制腔体底面的传热传质效率。Soret效应有助于促进腔体内部的传质过程,而Dufour效应对传热过程有积极影响。低达西数的多孔介质层有助于抑制熵产的产生,而内产热强度对熵产有促进作用,且在高内产热强度的工况下,热不可逆性处于主导地位。Soret效应对熵产的作用不明显,而Dufour效应对熵产有促进作用,且在高Dufour效应作用下,热不可逆性在总熵产中占主导地位。