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随着经济社会的不断发展,能源的供需问题已逐渐成为全世界共同关注的问题。太阳能作为一种可再生的清洁能源,以其存在的广泛性和储量的巨大性而越来越受到社会的重视。但是太阳能也存在着不连续及能源密度低等缺陷,从而制约了太阳能的利用。因此,需要设计高效可靠的蓄热装置,以提高太阳能的能源利用率。本文研究的主要内容是为太阳能热发电系统设计更高效、更合理的高温蓄热系统。蓄热技术由于可以有效地削弱能量供需之间存在的时间、强度及地点上的差异性,从而在太阳能利用方面起着至关重要的作用。其中相变蓄热技术以蓄热密度大、相变过程温度稳定、过程易控制等优点应用最为广泛。因此,本文设计了一种采用相变蓄热技术并应用于太阳能热发电系统中的高温相变蓄热装置,并利用FLUENT软件对相变蓄热装置的热性能进行了模拟研究。首先,从常见的高温相变材料中进行筛选,选取铝硅合金作为相变材料。然后,利用GAMBIT和FLUENT软件建立了高温相变蓄热器的物理模型和数学模型,并对其进行了数值模拟。充分了解了蓄热过程中PCM温度和液相率随时间的变化情况,得到了蓄热器蓄热性能与传热流体初始条件、蓄热体结构尺寸及PCM物性等的变化关系。并在热空气923K、10m/s的初始条件下,根据蓄热体尺寸和PCM物性参数变化时对蓄热器蓄热性能影响的研究结果,对常规相变蓄热器进行了优化设计并做了数值计算。设计了蓄热体变管径排布式和PCM级联式两种不同类型的高温相变蓄热器,并利用FLUENT软件分别对这两种设计做了模拟。通过对比分析得出,蓄热体变管径排布和PCM级联两种情况均不同程度的减小了蓄热总时间,降低了熔化末期“死区”对蓄热的影响,提高了整体的蓄热性能,具有良好的实际应用性。本文对太阳能热热发电系统中高温相变蓄热器的模拟研究及优化设计,为相变蓄热装置在太阳能热发电系统中的应用以及蓄热装置的进一步优化提供了参考依据。