[發明專利]一種鹽梯度太陽池實驗方法及裝置

在審

• 申請號: 201910691949.3
• 申請日: 2019-07-30
• 公開（公告）號: CN110307655A
• 公開（公告）日: 2019-10-08
• 發明（設計）人: 王華;馬曉蒙;解樹寬;張新民;張安超;龐樹聲
• 申請（專利權）人: 河南理工大學
• 主分類號: F24S60/10
• 分類號: F24S60/10;F24S40/90;F24S10/40;F24S70/10;F24S70/225;F24S70/60
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本發明專利涉及一種不受側壁面陰影影響且具有合理長寬高比例的鹽梯度太陽池實驗方法及裝置。本發明中鹽梯度太陽池裝置的框架采用金屬結構，其四個側壁面的外層和內層均由透射率及強度都較高的耐腐蝕材料構成，兩層板之間抽一定的真空度，或者填充潔凈的空氣或氮氣等惰性氣體。底面從上到下由具有選擇性涂層的不銹鋼板、保溫層及不銹鋼板組成。本發明專利有效減弱了鹽梯度太陽池熱量通過側壁面向環境中的散失，同時，提供合理的鹽梯度太陽池長寬高幾何尺寸比，有效避免由于鹽梯度太陽池實驗裝置的水平和高度比例不合理所造成的中間層對流的發生。

技術領域

本發明專利涉及一種鹽梯度太陽池技術，尤其涉及一種不受側壁面陰影影響且具有合理長寬高比例的鹽梯度太陽池實驗方法及裝置。

背景技術

鹽梯度太陽池是一個具有自上而下鹽度逐漸增大的鹽水池，它是一種兼具吸收和儲存太陽輻射的太陽能利用方式。根據鹽度的不同，主要由三層組成，最上層為上對流層，該層較薄，一般為淡水或淡鹽水組成，中間層由自上而下鹽度逐漸增加的鹽水組成，該層又稱為鹽梯度層，最下層為下對流層，該層由濃度均勻的濃鹽水組成。其工作原理在于：照射到上對流層表面的太陽輻射穿過上對流層及中間層到達下對流層，被下對流層中的濃鹽水吸收，轉換為熱量儲存下來，由于中間層具有由上而下逐漸增加的密度梯度，這種密度梯度抑制了上下對流層的溫差而引起的對流作用，故中間層不產生對流，下對流層中的熱量只能通過熱傳導的方式向上傳遞，而由于水的導熱系數較低，加之中間層較厚，故下對流層通過中間層向上的熱量損失較少，從而將熱量儲存在下對流層中，向外界提供熱量。

實際運行的鹽梯度太陽池往往面積較大，深度較小，故側壁對太陽輻射的阻隔在池內產生的陰影作用可以忽略不計，但在開展鹽梯度太陽池實驗時，由于實驗裝置一般尺寸較小，往往在長寬高一般在1米左右，這種情況下側壁面的陰影對進入池內太陽輻射的影響相對較大，往往導致實驗效果不佳；另一方面，從動力學穩定性的角度，為保證中間層形成穩定的非對流系統，從幾何尺寸上避免該層發生對流卷席作用，中間層應具有一定的水平和高度比。上述問題在現有的鹽梯度太陽池研究中均未能得到解決，導致現有的小型鹽梯度太陽池實驗與實際情況往往相差較大。

發明內容

本發明針對鹽梯度太陽池實驗研究中存在的上述問題，提出一種鹽梯度太陽池實驗方法及裝置。

本發明解決其技術問題是通過以下技術方案實現的：

一種鹽梯度太陽池實驗方法，其特征在于：鹽梯度太陽池1的側壁面9由透射率較高的材料組成，且側壁面9具有兩層透明材料中間中空的結構，框架8用于固定雙層結構的側壁面9，其上對流層5為淡水或淡鹽水，其厚度為l_ucz，中間層6為鹽梯度層，假設其厚度為l_ncz,下對流層7為濃鹽水，其厚度為l_lcz，鹽梯度太陽池1的高度2為h，且h=l_ucz+ +l_lcz，鹽梯度太陽池1的寬度3為a，鹽梯度太陽池1的長度4為b，則鹽梯度太陽池1的幾何尺寸滿足下列關系：a≥2.1298 l_ncz 且b≥2.1298 l_ncz；底面10的上層為具有吸收率接近于1的選擇性涂層；