吸热器是太阳能热利用系统中的核心模块,其光热转化效率是评价吸热器性能的主要指标,并影响整个系统的热利用率。多孔介质——泡沫金属由于其优良的三维导流结构、较好的导热性、较高的孔隙率和比表面积,因此具有较好的强化换热性能,是理想的吸热体材料。空气吸热器由于其工质来源广、无污染、出口无温升限制而被广泛应用;但受聚焦辐射能影响较大,易形成热斑而被损坏。本文以泡沫铜为吸热体与空气吸热器相结合有利于提高吸热器光热转化效率,降低吸热器热损坏。本文以孔密度为10PPI、20PPI和30PPI,孔隙率分别为95.12%、94.51%和95.46%的泡沫铜作为碟式聚光集热器的主要吸热体;采用实验、数值计算和理论分析的方法,研究分析了,空气流经泡沫金属时流体流动特性、泡沫铜碟式聚光器集热器光热转化效率及强化传热性能;如下:(1)为研究空气流经泡沫金属时流动特性,本文采用面心立方、蜂窝状和立方体三种等效模型,利用FLUENT在不同流速下,压降、摩擦因子等流动特性进行数值模拟;设计并搭建了一套风管式压力测试系统,对三种不同参数的泡沫铜,进行了单一和梯级叠加实验研究。结果表明:压降与入口速度呈二次线性关系,修正后摩擦因子与速度呈负相关;单一等效模型无法精确预测泡沫结构流动特性;梯级叠加后的泡沫金属内部扰动增强,单位压降增大。(2)为研究以泡沫铜为吸热体强化传热性能,本文设计并制造了可拆卸式碟式聚光吸热器,搭建光热转化实验平台。研究了不同孔密度、不同辐照度和工质流量下泡沫金属吸热器的光热转化效率;提出单位入射功率温度增长量ζ和泡沫金属单位体积效率增长率ψ,用于描述泡沫金属强化传热性能。研究表明,相同辐照度、流量下,吸热器光热转化效率随着孔密度的增加而增加;相同孔密度、辐照度下,效率随着流量的增加而增加,效率最大值为87.61%,比无泡沫金属时效率增加了35.04%;相同孔密度、流量下,光热转化效率随着辐照度增加而下降。单位体积效率增长率ψ随着流量和孔密度的增加而增加;单位入射功率温度增长量ζ随流量的增加不断减小。引入场协同原理分析了不同流量下泡沫金属内部速度场与温度场的协同效果,表明,相同孔隙率下,场协同系数随雷诺数的增加而减小;在泡沫金属内部场协同数呈波动性增加。