槽式太阳能热发电系统在国内外应用广泛,集热器作为整个发电系统中的核心部件,其集热性能直接影响着整个发电系统的运行效率。本文以集热器热性能各影响因素为切入点,对其集热性能进行分析研究。主要内容如下:针对非均匀热流密度下集热管内流体传热性能进行数值模拟,讨论分析了入口参数对集热管内流体温度分布、速度分布、摩擦系数、相对表面对流换热系数的影响规律,为进一步分析不同运行参数下集热管壁温度分布规律奠定基础。结果表明,随着入口温度的升高,摩擦系数减小,吸热管出口截面温度分布的不均匀性增强,速度分布的不均匀性减弱;增大入口流速有益于流体流动换热。将FLUENT软件模拟出的集热管壁面温度场导入ANSYS的Steady-State Thermal和Static Structural模块对集热管壁的最大等效应力与变形量分布进行模拟分析,得到不同工况下集热管壁面温度场与应力场的分布规律,为集热器安全运行提供参考依据。结果表明,集热管截面温度梯度越高的位置,最大等效应力相应越大;增大流速可降低集热管热应变,保证集热器安全运行,当流体流动状态处于湍流状态,增大流速对热应变改善程度并不明显;集热器几何聚光比对集热管所受最大等效应力影响较大;集热管材料选用铜合金相比AISI316L型不锈钢更有益于集热管热性能,降低集热管高温状态下的变形量,保证集热器的安全性。搭建槽式太阳能集热系统实验平台,结合天津地区天气特点对集热器集热性能展开实验测试,讨论分析了入口参数对集热器热性能的影响规律。结果表明在中低温运行状态下,升高入口温度有助于改善集热器集热效率,但是当温度处于中高温状态时升高入口流体温度则会削减集热效率;进出口的压降随着入口温度的增大而减小;工质流量从1.5m~3/h增大到2.2m~3/h时集热效率从27%增加至50%,当流量从2.2m~3/h增大到3.8m~3/h时集热效率从50%缓慢增加到60%;集热效率随着太阳辐射强度的增加呈现先快速上升后趋于稳定的变化趋势。