摘要：设计了一种立式集热板式太阳能热气流电站,分析了该系统的最大输出功率及能量转换率。数学模型考虑了系统尺寸、太阳辐射及环境条件对系统最大输出功率的影响。结果表明系统最大输出功率不仅是烟囱高度的函数,同时与太阳辐射及环境参数有很大关系。受结构限制,在太阳辐射强度为1000 W/m^2、烟囱高度为100m时,本系统能量转换率约为0.2%,在设计上可考虑采用多条集热式烟囱通道并联方式来增加集热面积,以达到提高系统最大输出功率的目的。

摘要：设计了一种依托高楼的太阳能热气流电站,建立了相应的数学模型。利用Fluent软件对该系统的流场及温度场进行了数值模拟,并对电站结构进行了优化设计。模拟结果表明:随着烟囱高度的增加,烟囱内气流的温度不断上升,在出口处由于回流的影响温度稍有下降,气流速度不断增大,气流的压力分布先减小后增加。由于平板集热器的加热作用使烟囱内气流的温度分布不均匀,设计中可将平板型储热器换为带有肋片扩展表面的储热器,并对烟囱与扩压管联接处采用流线形联接进行过渡,以减少此处的流动阻力。同时,设计一个收缩型的烟囱出口,以保证电站系统产生较大的抽力,从而提高电站系统的能量转换率。

摘要：对太阳能热气流电站中的涡轮机进行了设计和数值模拟。建立了涡轮机区域流体流动的物理数学模型,并对其进行数值模拟;研究了涡轮机的转速与压降对涡轮机的流量、输出功率和能量转换效率的影响。通过与相近实验模型的试验结果对比,证明了设计方案和数值模拟方法是有效的。

摘要：在传统太阳能热气流电站基础上,设计了一种应用于城市的立式集热板太阳能热气流发电系统,并利用FLUENT软件对立式集热板太阳能热气流电站系统进行数值模拟,在不同集热板高度、宽度和空气层厚度下的模拟结果表明:随着集热板高度、宽度和空气层厚度的增加,系统通风量和系统最大功率都是增大的,增大幅度越来越慢,甚至减小;系统最大能量转换效率随高度的增加而增加,集热板高度和空气层厚度对其影响较小;集热板宽度与宽度之间存在一个最佳比值为15～25,使得在此比值范围内,系统通风量最大;考虑到城市建筑形象和空气层厚度对系统通风量的影响,空气层最佳厚度为0.2～0.4 m。

摘要：针对发电功率为100MW的太阳能热气流发电系统进行几何尺寸设计,运用计算流体力学(CFD)方法对兆瓦级太阳能热气流发电站的平均风荷载进行数值模拟,得到烟囱和集热棚内、外风场和风压分布规律.根据风工程理论计算烟囱表面的压力系数和风载体型系数,与规范中圆截面构筑物的体型系数以及相关结构的风洞试验值进行比较.结果表明,模拟值与规范值基本吻合,这说明运用CFD方法对超高耸结构进行风荷载模拟是可行的.绘制体型系数曲线,研究烟囱沿圆周方向和高度方向平均风荷载的分布规律,结果表明,圆截面高耸结构的体型系数随高度的增大而减小.

摘要：基于流体动力学理论与空气涡轮机的设计原理,设计了一种适用于太阳能热气流电站系统的双转子空气涡轮机。利用实验研究和数值模拟相结合的方法,研究了当两级转子最佳半径比为0.75时,叶片数目对双转子空气涡轮机性能的影响。结果表明:叶片数目会影响空气涡轮机获能效率,当叶片数目为7时压力差最大,系统输出功率也最大;双转子空气涡轮机的启动风速随叶片数目的增加而不断减小,叶片最佳风速范围低于9 m·s^-1。当两级叶轮间距为0.7 m时,叶轮之间不会产生尾流影响;数值模拟结果和实验研究结果相一致,误差范围在6%~12%之间。相对于单转子空气涡轮机,双转子空气涡轮机发电效率提高了20%~30%,空气涡轮机性能显著提高。