题目：太阳能碟式斯特林系统 热力耦合性能研究

太阳能碟式斯特林热发电系统因环保、高效及对热源的广泛适用性等优点成为太阳能热发电领域的研究热点。集热腔作为碟式斯特林系统中的关键部件，其光热转换特性将对整个系统的性能产生直接影响。因此，深入了解集热腔的工作原理、探讨集热腔光热耦合过程的影响机理并研究非设计工况下集热腔与斯特林发动机的匹配特性，对集热腔性能及结构优化以及整个系统的性能改善具有重要意义。

本文将太阳能碟式斯特林系统作为研究对象，以85%的光热转换效率（当前国际水平普遍在80%以下）作为最终设计指标，通过建立聚光器—集热腔的光热耦合分析模型及集热腔—斯特林发动机的性能匹配模型，采用数值模拟与理论分析相结合的研究方法，获得了设计工况下的几何及表面参数对集热腔光热耦合特性的影响规律及非设计工况下的集热腔与斯特林发动机的匹配特性。研究结果表明：随着内腔高度的增加，集热腔的光热耦合效率先上升后下降，而随着侧壁发射率或喉径的增加，集热腔的光热耦合效率均呈现出单调递减的变化规律；当加热管发射率为0.95，侧壁发射率为0.1，中心锥发射率为0.1时，改进的集热腔光学效率为87.467%，热效率为98.32%，光热耦合效率为85.997%，满足设计目标要求。在710-750°C加热管温度范围内，随着加热管外壁温度的增加，加热管和斯特林工质吸收的热量均呈现出线性递增趋势，而集热腔的热效率则单调递减。通过集热腔的光热耦合分析及其与斯特林发动机的匹配特性研究，将为30kW级太阳能碟式斯特林系统的研制提供一定的理论指导。