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本文采用数值计算的方法,研究设置在电站系统中空气流道内的集热面上的涡发生器对立式太阳能热气流发电系统非稳态自然对流流动及传热的强化作用,并结合场协同原理对涡流发生器强化太阳能热发电系统传热的效果进行评价,获得涡发生器强化太阳能热气流发电系统中矩形通道内空气与竖直平板的传热与流阻的特性关联式,为后期立式太阳能热气流发电系统的工程设计提供一定的理论依据。在系统竖直矩形通道的集热面上设置了三角形小翼对及双斜向内肋对两种涡发生器,分析了肋对数、肋倾角、布置方式对系统进出口气流的温升、速度差的影响,并研究肋形尺寸对系统换热流阻的影响,获得在一定雷诺数范围内涡发生器强化矩形通道内空气流动及传热的特征数关联式。研究结果表明：(1)布置涡流发生器后,系统进出口气流的速度差、温差大幅增大;随着肋对数增加,气流受到的扰动作用增强,速度与温度梯度的协同角减小,但相应也使气流的流动阻力增大,能量损失增大；随着肋倾角增加,系统的协同程度不断提高,进出口气流的温差升高,肋倾角60°时温差最大；矩形通道内设置涡发生器前后的换热强化比Nu/Nu0、阻力增大比Cf/Cf0均随着Re的增大而增大；热力性能系数随着雷诺数的增加呈增大趋势且所有通道的热力性能系数均大于1；(2)利用多元回归的方法获得了两种形式的涡发生器强化矩形空气通道的传热和流阻特性关联式,结果表明：涡发生器的肋长(肋宽)、肋高、及周向肋密度等结构尺寸的增大都能使传热效果增强,肋间距的增大致使涡流发生器对流场的扰动程度降低,对流换热的效果削弱；并且随着肋长(肋宽)、肋高及周向肋密度的增大,矩形空气通道内的流动阻力增大,涡发生器布置间距增大时,流动阻力减小。(3)当矩形通道内分别设置了两种形式的涡发生器后,从矩形空气通道内气流速度场与温度场的协同度、平均换热强化比、平均阻力增加比以及平均热力性能系数等角度进行综合比较,设置三角形小翼对的涡发生器更适合用于强化立式太阳能热气流电站系统竖直矩形空气通道的流动及传热性能。