1、隨著人口的激增和工業(yè)的迅速發(fā)展，能源短缺問題日益嚴(yán)重，太陽能是最理想的能源之一。鹽梯度太陽池作為太陽能利用的一種形式，兼有對(duì)太陽輻射能的吸收和儲(chǔ)存作用，不僅是當(dāng)今傳統(tǒng)能源的重要補(bǔ)充，更是未來太陽能應(yīng)用的重要形式。 本文以鹽梯度太陽池為研究對(duì)象，從實(shí)驗(yàn)和理論兩個(gè)方面進(jìn)行分析。各部分主要工作及結(jié)論總結(jié)如下： 建立了表面積2.8×2.3m2深0.8m的實(shí)驗(yàn)太陽池，結(jié)合室內(nèi)和室外小型實(shí)驗(yàn)，對(duì)實(shí)驗(yàn)太陽池的溫度、鹽度發(fā)展以及濁度分布

2、進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)測(cè)定。第一次實(shí)驗(yàn)于2006年8月份開始，在運(yùn)行后第17天達(dá)到最高溫度45.7℃，與同類實(shí)驗(yàn)研究結(jié)果比較，本實(shí)驗(yàn)太陽池具有較好的升溫效果。鹵水的透光性較差，直接影響太陽池對(duì)太陽輻射的吸收。從兩方面研究了鹵水灌注太陽池的濁度變化：一是研究鹵水降濁處理后，鹵水中藻類的再滋生情況；另一方面比較了雨水分別降落到鹵水和鹽水太陽池中后池內(nèi)濁度的變化。實(shí)驗(yàn)表明絮凝降濁對(duì)苦鹵中藻類的生長(zhǎng)有一定的抑制作用，雨水在鹵水中的沉降速度明顯低于在鹽水中的

3、沉降速度。 為提高太陽池儲(chǔ)熱層溫度，在一系列模擬實(shí)驗(yàn)結(jié)果的基礎(chǔ)上，提出在太陽池底部添加鍋爐渣的方法。從三個(gè)方面進(jìn)行研究：在模擬的小型太陽池中的一系列實(shí)驗(yàn)研究，結(jié)果表明，底部添加材料的多孔性有利于太陽池儲(chǔ)熱層溫度升高，與鵝卵石等石材相比，鍋爐渣的升溫和保溫作用更好。后來在實(shí)驗(yàn)太陽池內(nèi)的實(shí)驗(yàn)也證明了這一點(diǎn)；采用一維模型模擬大面積太陽池添加鍋爐渣床的溫度發(fā)展，考慮多孔介質(zhì)層的孔隙率和厚度對(duì)熱性能的影響，結(jié)果表明孔隙率減小或厚度增加有利

4、于儲(chǔ)熱層溫度增高；最后在實(shí)驗(yàn)太陽池內(nèi)進(jìn)行了為期近一個(gè)月的實(shí)驗(yàn)。 從太陽池提取熱量并加以應(yīng)用是建立太陽池的最終目的。本文利用實(shí)驗(yàn)太陽池加熱淡水，進(jìn)行了短期換熱實(shí)驗(yàn)。在實(shí)驗(yàn)太陽池底部添加鍋爐渣的基礎(chǔ)上，于2007年8月份進(jìn)行了提熱實(shí)驗(yàn)。對(duì)一個(gè)容積為56L的淡水桶中的淡水加熱，連續(xù)兩天的提熱實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，第一天水桶中的水溫度最高達(dá)到38.4℃。理論方面，對(duì)于客觀條件一定的太陽池給出最佳水箱容積的計(jì)算方法。 鹽梯度層是太陽池最重

5、要的組成部分，太陽池的熱性能主要取決子該層的穩(wěn)定性。文章最后主要對(duì)梯度層的穩(wěn)定性進(jìn)行了分析。在線性穩(wěn)定性分析的基礎(chǔ)上，采用數(shù)值方法，得出梯度層的非線性動(dòng)力穩(wěn)定性的數(shù)值解。分析了太陽輻射吸收和提熱量對(duì)于穩(wěn)定性的影響以及二者的綜合影響：當(dāng)梯度層的鹽水比較清澈時(shí)，提熱量的大小對(duì)于臨界穩(wěn)定性Rac的大小影響較大，而池水比較渾濁時(shí)，提熱量的大小對(duì)于穩(wěn)定性的影響較?。畸}梯度層的非線性穩(wěn)定性問題不能夠采用分析的方法求解，根據(jù)變步長(zhǎng)四階Runge-Ku