槽式太阳能集热器传热模型及性能分析

陈玉英

摘 要：

槽式太阳能集热器一维和二维传热数学模型是一组非线性代数方程，为改进求解的稳定性和计算精度，将槽式太阳能集热器一维和二维传热模型的求解看作有约束优化问题，建立了集热器传热过程求解的有约束优化数学模型，应用MATLAB软件优化函数fmincon进行求解。分析了传热流体入口温度及太阳能辐射热流密度变化对集热器性能的影响。采用fmincon函数求解集热器传热过程，计算速度快，计算过程稳定。分析表明，传热流体温度变化对集热器效率的影响大于太阳能辐射热流密度对集热器效率的影响。

关键词：

槽式集热器；太阳能；传热；MATLAB

中图分类号：TK512

文献标志码：A 文章编号：16744764（2016）04005306

槽式聚焦太阳能集热器是一种高效的太阳能热利用集热器，广泛用于太阳能热力发电、物料干燥，海水淡化等领域[15]。槽式太阳能集热器性能涉及聚焦器、集热器的光学性质、集热器复杂的传热过程、集热器结构等着诸多方面，就其传热模型，传热性能来说，学者们对其进行了不同程度的研究。文献[6] 基于热平衡方法，建立了对吸热器直接加热的实验装置，对集热器热损失进行了研究。由于对抛物面聚焦集热器整体进行实验研究受到多方面的限制，而基于热平衡法的实验研究缺乏对包括聚光器、传热流体在内的集热器整体性能的认识，基于集热器传热模型建立与求解的数值模拟分析方法受到人们的关注[713]。文献[78]对槽式太阳能集热器建立了一……