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槽式太阳能热利用技术是当前研究的热点,通过该技术产生120~200℃的中高温蒸汽可以在工业中广泛应用。槽式技术通过抛物柱面反射镜将太阳光聚焦到集热管的外壁上,加热集热管内工质。在系统正常工作时,集热管正对反射镜面部分温度较高,背面温度较低,一直处于管壁局部受热的状态。要提高系统光热转换效率和系统运行稳定性,对局部加热条件下集热系统的流动传热特性进行研究具有重要意义。本文设计并搭建了自然循环槽式太阳能蒸汽发生系统模拟实验台,集热管热流密度3.7-7.5kW/m2,排汽压力0.15~0.35MPa。本文根据分离型热管特点重新定义了热管充液率,从集热管加热方式(全管加热,底部加热,顶部加热)、集热管加热温度(500℃,550℃),热管充液率(60%,120%)三个方面对稳定排汽阶段,热管回路的温度分布特征和变化规律进行了实验研究。随着排汽压力和加热温度的提高,热管回路整体温度上升;热管充液率增大,冷凝水入口端蒸汽逆流和上升管液体回流作用增强,热管回路温度出现周期性波动。以0.2MPa稳定排汽工况为例,得到以下结论:(1)热管60%充液率,500℃加热温度下:底部加热方式相比全管加热方式集热管平均传热系数(hj)升高了13.20%,系统热阻(Rpipe)下降了11.41%;顶部加热方式相比全管加热方式hj升高了7.98%,Rpipe下降了8.49%。(2)热管60%充液率,随着加热温度由500℃增加到550℃:全管加热方式hj升高了13.53%,Rpipe降低了12.27%;底部加热方式hj升高了15.25%,Rpipe降低了14.37%;顶部加热方式hj升高了18.54%,Rpipe降低了15.42%。(3)500℃加热温度,随着热管充液率由60%增加到120%:全管加热方式hj升高了25.80%,Rpipe降低了17.74%;底部加热方式hj升高了20.40%,Rpipe降低了14.82%;顶部加热方式hj升高了32.64%,Rpipe降低了18.58%。在本文定温加热工况下,蒸发段水平布置的分离型热管,底部加热方式集热管平均传热系数较高,热管热阻较低,系统的自然循环传热特性较好。