储热可以解决太阳能高温热发电的间歇性问题,实现太阳能的连续热发电,也是太阳能高温热发电不同于其它可再生能源发电(风电、光伏发电)的优越性所在。目前较为成熟、且被大规模应用的太阳能储热方式是双罐储热,熔盐是通过熔盐泵驱动流动来完成储热和释热过程,故强迫对流是其流动与传热的基本规律,故在高温熔盐的受迫对流传热与强化研究方面,北京工业大学、中国科学院、西安交通大学,中山大学等科研单位,完成了许多有意义的研究工作。但双罐储热储热成本过高,这正是目前太阳能高温热发电技术与风电、光伏发电难以竞争的关键所在。为了降低储热成本,人们寻求单罐的储热方法,如单罐斜温层、相变胶囊储热,中山大学、中科院等单位在这方面做了很多创新性的研究工作。寻求多样化的单罐蓄热方法,仍是人们追求的目标。如果将盘管换热器布置在熔盐储热罐内,通过传热和释热介质流过罐内换热器,实现熔盐的储热和释热过程,也是熔盐单罐蓄热的一种方式,那么在罐内熔盐侧,熔盐完成的就是相变及自然对流传热过程。北京工业大学一直尝试研究熔盐的相变及自然对流传热的规律。为了研究熔盐的自然对流传热规律,采用焦耳加热法,加热微细金属丝,分析微细圆柱表面熔盐的自然对流传热规律。结果表明,小雷利数(R_a)条件下熔盐的自然对流传热规律可以考虑采用黏性耗散的Fand关联式来预测,数值计算得到了相同的结果。在R_a<108的层流范围内,数值计算结果同样表明,圆柱表面熔盐自然对流传热规律可以用Fand关联式预测。但Fand关联式使用较为复杂,且没有考虑熔盐的变物性传热影响。根据数值计算及实验结果,同时考虑熔盐的变物性影响,研究拟合得到了可以简单预测熔盐层流自然对流传热规律的关联式,该关联式能够预测瑞利数小于108的层流自然对流传热。图1展示了努歇尔特数随瑞利数和普朗特数的变化规律。