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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