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第1章 绪论 1

1.1 盐梯度太阳池的研究意义 1

1.2 太阳池的分类 2

1.3 盐梯度太阳池 3

1.3.1 太阳池的三层结构 3

1.3.2 太阳池的特点 5

1.3.3 太阳池的应用 5

1.4 盐梯度太阳池实验研究进展 6

1.4.1 实验研究 6

1.4.2 旨在提高太阳池储热层温度的研究 7

1.4.3 从太阳池提取热量的研究 8

1.5 理论研究 9

1.5.1 温度和盐度扩散的预测 9

1.5.2 盐梯度太阳池梯度层的动力稳定性研究 12

1.6 本书的主要内容 15

第2章 太阳池实验 17

2.1 太阳池的建造和结构 19

2.2 太阳池的灌注 22

2.3 实验过程及方法 22

2.3.1 测定仪器 22

2.3.2 实验方法及日常维护 23

2.4 温度实验结果 24

2.4.1 LCZ温度的长期发展 24

2.4.2 温度的昼夜变化 25

2.4.3 沿深度方向的温度分布 26

2.5 太阳池内浊度的控制及发展 28

2.6 卤水太阳池水浊度的实验研究 30

2.6.1 卤水的降浊处理及降浊后卤水中浮游藻类的再滋生 30

2.6.2 雨水在卤水和盐水中的沉降 32

2.7 本章小结 33

第3章 考虑侧墙阴影影响的瞬态热性能预测 34

3.1 太阳辐射强度计算 34

3.2 侧墙阴影的影响 36

3.3 一维数值模拟 40

3.3.1 边界条件 41

3.3.2 控制方程及其离散 43

3.3.3 其他物理参数表达式 44

3.3.4 稳定性 45

3.3.5 算例 45

3.4 二维数值模拟 50

3.4.1 控制方程及其离散求解 50

3.4.2 算例 51

3.5 二维计算结果与实验结果的比较 54

3.5.1 盐度发展 54

3.5.2 温度发展 55

3.6 本章小结 57

第4章 盐梯度太阳池的改造以及无盐太阳池 58

4.1 浅太阳池 58

4.2 其他复合结构的盐梯度太阳池 65

第5章 底面添加锅炉渣床对增加太阳池储热层温度的作用 67

5.1 小型模拟实验 68

5.1.1 实验方法 68

5.1.2 底面处理方式的影响 69

5.1.3 不同材料的实验结果 70

5.1.4 锅炉渣作为添加材料的较长期实验 71

5.2 多孔介质对储热层传热传质和太阳辐射吸收的影响 74

5.2.1 多孔介质层的有效导热系数 74

5.2.2 多孔介质对传质的影响 74

5.2.3 太阳辐射在多孔介质层中的衰减 75

5.3 太阳池内的一维温度发展预测 77

5.3.1 各层能量平衡方程 78

5.3.2 模拟结果与小型实验结果的对比 80

5.3.3 算例 83

5.4 在太阳池中的实验 88

5.4.1 实验方法 88

5.4.2 结果与讨论 89

5.5 本章小结 92

第6章 太阳池热量利用 94

6.1 太阳池热量提取的方式 94

6.1.1 太阳池热提取的两种主要方式 94

6.1.2 内置换热器热提取方式 96

6.2 实验 100

6.2.1 实验装置及实验过程描述 100

6.2.2 实验结果 101

6.3 换热过程的理论分析 102

6.3.1 换热器性能 102

6.3.2 太阳池温度计算 103

6.3.3 水箱温度和容积的估计 104

6.3.4 热效率 105

6.3.5 算例 105

6.4 本章小结 109

第7章 太阳池盐梯度层的流体动力稳定性分析 110

7.1 控制方程的无量纲化及其弱解形式 110

7.1.1 方程的无量纲化 111

7.1.2 根据Galerkin方法求方程的弱解形式 113

7.2 根据特征值判断的临界条件 115

7.2.1 稳定性的临界条件 115

7.2.2 振荡解 118

7.3 消光系数μ和提热量f对Rac的影响 120

7.3.1 消光系数μ对Rac的影响 120

7.3.2 辐射吸收对Rac的影响 123

7.3.3 消光系数μ与提热量f对Rac的综合影响 125

7.4 非线性方程的数值解 126

7.4.1 数值求解方法 126

7.4.2 a1a2和c1在各区内的相轨迹图 127

7.4.3 在Rac附近的温度、盐度和速度场分布 129

7.4.4 努塞尔数的计算 134

7.5 本章小结 137

结论 138

附录 141

附录A Galerkin方法求偏微分方程的弱解形式 141

附录B Routh-Hurwitz法则判断常微分方程组零解的渐进稳定性 143

附录C ADI（交替方向隐式）线迭代法计算五点通用对流扩散格式 144

附录D 主要符号说明 150

参考文献 152

后记 163