槽式太阳集热管热应力分析  被引量:5

Thermal Stress Analysis of Parabolic Trough Solar Receivers

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作  者:吴俊杰[1] 侯宏娟[1] 杨勇平[1] 

机构地区:[1]华北电力大学能源动力与机械工程学院,北京102206

出  处:《工程热物理学报》2015年第2期249-253,共5页Journal of Engineering Thermophysics

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

摘  要: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。The typical parabolic trough solar receivers are taken as the research objectives and the3-D structural model of them are constructed in this paper.Distribution rules of temperature field and stress field are derived by the finite element method and thermal-structure coupling analysis method.The result shows that both the highest temperature and maximum stress located in the transition area between the corrugated tube area and the collector.Furthermore,the maximum equivalent stress of the collector is studied in different operating conditions.The result shows that the maximum equivalent stress on the collector increases sharply as the convective heat transfer coefficient inside the collector decreases from 200 W·m^(-2)·℃^(-1) to 50 W·m^(-2)·℃^(-1).Finally,the result could be provided as a reference to safe operation.

关 键 词:槽式太阳集热器 热应力 数值模拟 热-结构耦合分析 

分 类 号:TK513.1[动力工程及工程热物理—热能工程]

 

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