摘 要

太阳能热气流发电系统（Solar Chimney Power Plant System，简称Solar Chimney或者SC）。它所采取的集能源代替，环境的保护，生态重建于一体的太阳能热气流发电技术可以更好地调节目前能源的利用与环境之间的一些矛盾，实现了能源与环境之间的协调发展发展。而且，大规模太阳能热气流发电系统的利用则成为了可再生能源发电的一种新方式。

本文研究的是基于太阳能热气流发电与水的成冰特性分析，对其相结合的太阳能热气流发电进行研究。研究的是对整个太阳能热气流发电系统的气流工质在系统中的热力学过程，在各个结构中的热学性质的变化进行量化分析。目前取得了以下的研究内容：

对太阳能热气流发电系统的不同区域的热力过程进行了分析，重新建立了系统的热力学循环，对能量利用度进行了分析，对于系统的实际循环效率和理想循环效率作出了基本的分析比较，寻找一种最为经济实惠的系统方案。

关键词：太阳能，热气流，发电，风管，水管

Abstract

Solar Chimney Power Plant System (SOLAR Chimney or SC). The solar thermal airflow power generation technology, which integrates energy collection, environmental protection, and ecological reconstruction, can better regulate the contradiction between the current energy use and the environment and realize the coordinated development of energy and the environment. . Moreover, the use of large-scale solar thermal airflow power generation systems has become a new way of generating renewable energy.

The research in this paper is based on the analysis of solar ice thermal power generation and ice formation characteristics of water, and studies the combined solar thermal current generation. The research is on the thermodynamic processes of the airborne working fluid in the solar thermal airflow power generation system, and the quantitative analysis of the changes in the thermal properties in each structure. At present, the following research contents have been obtained:

The thermal processes in different regions of the solar thermal airflow power generation system were analyzed, the thermodynamic cycle of the system was re-established, and the energy utilization was analyzed. The basic analysis and comparison of the actual cycle efficiency and the ideal cycle efficiency of the system was made. One of the most economical system solutions.

Keywords: solar energy, thermal airflow, power generation, duct, water pipe9

目录

主要符号表---------------------------------------------------------0

1. 绪论------------------------------------------------------------1

1、1研究太阳能热气流发电机的原因------------------------------1

1、2太阳能发电使用现状及前景-----------------------------------2

1、3太阳能热气流的优点-----------------------------------------4

1、4本文的研究内容---------------------------------------------5

1. 太阳能热气流发电的热力学分析------------------------------------5

2、1概述------------------------------------------------------5

2、2系统各区域的热力学过程------------------------------------5

2、2、1水管-----------------------------------------------6

2、2、2风管-----------------------------------------------7

2、2、3对流换热-------------------------------------------8

1. ANSYS应用------------------------------------------------------15

3、1gambit建模--------------------------------------------------15

3、2fluent计算--------------------------------------------------15

1. 计算-----------------------------------------------------------17

4、1当Re=15000时-----------------------------------------------18

4、2当Re=20000时-----------------------------------------------22

4、3当Re=25000时----------------------------------------------26

参考文献----------------------------------------------------------31

感谢--------------------------------------------------------------32

主要符号表

英文符号

A 面积，㎡ T 绝对温度，K

c_p 定压比热容， 气体常数， d 水管直径，m

z z坐标方向高度，m E 可用能，kJ

质量流量，kg/s f 阻力系数

S 相对压力，Pa g 重力加速*度，m/s²

c 速度，m/s G 水管辐射能，W/m²

V 速度，m/s H 高度，m

v 比容，m³/kg q 换热量，吸热量，kJ

w 轴功，KW h 比焓，kJ/kg

P 压力，Pa 对流换热系数，W/(m²K)

输出功率，kW

希腊符号

ρ 密度 △ 差，粗糙度

κ 热容比 η 效率

λ 导热系数 π 增压比

τ 增温比，透过率 α 吸收比

下标

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