槽式太阳集热管热应力分析

工程热物理学报 , 2015, 36(2): 249-253.

槽式太阳集热管热应力分析

吴俊杰 ^1, , 侯宏娟 ^2, , 杨勇平 ^3,

1.华北电力大学能源动力与机械工程学院,北京102206

2.华北电力大学能源动力与机械工程学院,北京102206

3.华北电力大学能源动力与机械工程学院,北京102206

基金项目: 新能源电力系统国家重点实验室开放课题(No.LAPS13002) 863项目(No.2012AA050604) 国家杰出青年基金项目(No.51025624) 国家自然科学基金资助项目(No.51206049)

关键词：槽式太阳集热器 , 热应力 , 数值模拟 , 热-结构耦合分析

Thermal Stress Analysis of Parabolic Trough Solar Receivers

Keywords： parabolic though solar receivers , thermal stress , numerical simulation , thermal-structure coupling analysis

本文以典型槽式太阳集热器为研究对象,建立了集热管三维结构模型,通过有限元的方法对其进行热-结构耦合分析,得到了不同工况下集热管管壁温度场、应力场的分布规律.结果表明,集热管在波纹管段与直管段的过渡区域,管壁温度和温度梯度最大,且集热管最大热应变和最大等效应力位于过渡区域.在此基础上,分析了不同工况下集热管的最大等效应力.当集热管内壁对流换热系数由200 W·m-2·℃-1减小到50 W·m-2·℃-1时,其管壁最大等效应力会迅速增大.此结论将为集热管的安全运行提供参考依据.

参考文献

[1]	Ya-Ling He;Jie Xiao;Ze-Dong Cheng;Yu-Bing Tao .A MCRT and FVM coupled simulation method for energy conversion process in parabolic trough solar collector[J].Renewable energy,2011(3):976-985.
[2]	周传文 .槽式太阳集热器热性能研究[D].华北电力大学(北京),2013.

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