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。     

以纯碱蒸氨废液为工作介质的太阳池试验研究

以纯碱蒸氨废液为工作介质,构建盐梯度太阳池,并模拟青海省德令哈地区的自然条件进行了太阳池运行试验。结果表明:50 cm深的蒸氨废液太阳池运行稳定时,上对流层厚度为10 cm,盐梯度层厚度为30 cm,下对流层厚度为10 cm;太阳池运行中表面产生的主要成分为Mg(OH)2和Mg CO3不溶固体;为保持太阳池的稳定运行需要定期补液,减小溶液的浊度,增加光照时间能显著提升太阳池温度,在模拟环境温度15℃下运行时,太阳池的最高温度可达到44℃。利用蒸氨废液可以构建太阳池,是资源化利用的一条新途径。     

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.     

钾石盐太阳池集热和储热性能研究

为了优化钾石盐太阳池的集热和储热性能,采用控制变量法,分析了光照时间,下对流层厚度(12、17、22 cm)以及盐梯度层厚度(9、14、19 cm)对下对流层温度、集热量、储热量和热效率的影响。结果表明:每天光照时间越长,下对流层温度越高,最高达到55.7℃;照射8 h集热量最高达933.68 kJ/h,照射12 h集热量最高达1 137.39 kJ/h,照射24 h集热量最高达1 595.74 kJ/h;每天光照时间越长,热效率、集热量、储热量上升或下降的速度越快,直到稳定时每天的集热量降到最小,说明对一定结构、一定环境下运行的太阳池存在上限温度;下对流层厚度越厚稳定时储热量越大,运行稳定后,下对流层厚度为22 cm的太阳池平均储热量是17 cm的1.13倍,是12 cm的1.75倍;盐梯度层厚度分别为9、14、19 cm时,所达到的最高储热量分别为3 021.72、3 140.55、2 665.23 kJ,说明盐梯度层存在一个适宜的厚度。研究结果得出太阳池上对流层,非对流层和下对流层合适的占比分别为10%、35%和55%。     

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.     

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.     

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...     

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.     

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.     

钾石盐溶液密度的测定及变化规律研究

以研究不同温度、浓度、组成的钾石盐溶液密度,为钾石盐太阳池构建和运行维护提供理论依据为目的,采用电子密度天平测定不同条件下配置的钾石盐溶液密度,使用origin数据分析工具、matlab建模工具分析试验数据。结果表明:钾石盐溶液密度随温度、浓度变化的数学模型为:ρ=0.645 7 s-0.000 375 2 t+1.010 7,模型预测值和试验值的相对误差小于0.38%。钾石盐溶液密度随温度升高而减小,随浓度的增大而增大,一定盐度的钾石盐溶液密度随钾离子含量的增大呈减小趋势,试验建立的计算钾石盐溶液密度的数学模型可靠。     

小型海水太阳池实验及考虑浊度的温度分布模拟

建立了2.8 m×2.3 m×0.8 m小型太阳池,以卤水和溶解粗盐的海水灌注太阳池各层,进行了持续的池内温度和地表太阳辐射强度的测量.根据测定的气温和太阳辐射强度数据,考虑侧壁阴影部分对散射辐射的吸收,针对本太阳池进行了温度分布的逐时变化数值模拟.实验和计算结果表明,实验值和计算值吻合较好,保温性能较好的小型海水太阳池升温较快,适于在温度较高的月份用于供热.     

太阳池的非稳态热性能的数值模拟

为了收集和储存太阳能，必须深入研究太阳池的运行机制，采用太阳池在非稳态情况下热性能的相关数学模型，以有限差分方法对热性能进行了数值模拟，得出了太阳池温度场的分布规律，进一步分析了池水浊度、池底保温层等对太阳池热性能的影响，计算表明：太阳池底部应铺设保温层，但不宜太厚；水浊度抑制了太阳辐射在池中的传播，大大降低了太阳池的热性能。最后用实测数据验证了计算结果的可靠性。     

高温气藏近井带地层水蒸发和盐析研究

通过PR状态方程与超额自由能HV混合规则的结合,建立了适于含极性物质水的烃类混合物气液液三相相平衡理论计算模型。同时建立了地层水蒸发与近井带含水饱和度与地层水矿化度的函数关系。运用相平衡理论,研究了地层水烃类体系随温度压力条件改变的相体积变化规律。结合单井径向数值模拟模型,研究了实例气井生产过程中气态水含量Xw、储层含水饱和度Sw以及地层水矿化度随半径和生产时间的变化规律。研究结果显示,近井带压降梯度大,地层水蒸发显著,气态凝析水含量呈指数增加,低压下可超过7%。地层水的蒸发可使得近井含水饱和度降低超过50%,有利于提高气井产能;地层水蒸发会使得矿化度升高而导致盐析,盐析往往发生在近井5m范围内。     

海水太阳池物理模型

以自然盐水作为工质的太阳池为研究对象，建立了海水太阳池的物理模型，重点进行可用太阳辐射能的近似计算、太阳池温度分布和盐梯度分布的理论计算、以及太阳池的热稳定性的分析．