渐扩型发电塔内的强迫气流运动特征研究

摘要

热气对流发电塔技术利用太阳热能形成垂直上升气流,利用烟囱效应形成垂直风力实现电力生产,是一种新型的清洁可再生能源技术.该自发热对流技术必须通过增高塔身高度和扩大集热棚面积来提高塔内垂直风速以增大发电功率.基于垂直气流发电的设想,本文构建起以渐扩型塔身为主要结构的新的发电装置,讨论具备人为做功形成的强迫性气流的流动特征,利用质量与能量守恒定律,分析了强迫性气流运动达到稳态时的塔内流场特征.其中,截面平均流速最大值出现在塔身截面最小位置,在100～150m高塔内可达30～50m/s.基于稳态流场特性,本文拟合得到渐扩型发电塔发电能力与其高度呈指数关系.