在气候变化和能源安全成为当今全球面对的共同挑战的背景下，人类更加深刻的认识到开发太阳能等可再生和绿色能源取代传统的化石能源已经不再是“远景规划”，而是保持人类社会经济继续发展的必由之路和终极推进器。太阳能热发电做为可再生能源发电中最有前途的发电方式之一，随着其技术的不断成熟和电站规模的持续增大，发电成本已经降至12～17美分/千瓦时。太阳能热发电技术正引起世界越来越多国家的重视，具有广阔的发展前景。 高温传热蓄热技术是太阳能高温热发电和其他高温热利用的关键技术之一。高温热载体做为太阳能热发电和其他高温热利用系统中的传热和蓄热介质，其工作性能的好坏直接影响着系统的效率和应用前景。目前，大量太阳能热发电实验和商业电站的工程运行已经证明了熔融盐——这种新的传热蓄热工质是已知各种传统高温热载体中最好的。熔融盐具有工作温度高、使用温度范围广、传热能力强、系统压力小、经济性较好等一系列的优点，熔融盐已经成为目前太阳能热电站传热蓄热工质的首选。 尽管熔融盐做为一种新的高温高热流密度的传热蓄热工质已经在国内外得到了比较广泛的应用，在美国、意大利和西班牙等国家甚至已经建成了利用熔融盐做为传热蓄热工质的商业化太阳能热电站，但国外对熔融盐传热规律的研究还是非常缺乏。就作者所知，迄今为止，就熔融盐管内层流、过渡流以及湍流强迫对流换热特性的实验研究和实验数据还没有在任何一篇公开发表的文献中出现过。在国外也没有一所高校建立并成功运行高温熔融盐的强迫对流传热循环的实验系统。目前进行此项研究的一般是美国国家太阳能实验室，意大利新技术能源与环境国家研究局等国家级科研机构，而且他们的研究主要集中在熔融盐系统可靠稳定运行和提高电站效率降低发电成本的基础上，他们对如何防止熔融盐冻堵、如何排盐和如何电预热以及关于熔盐泵、熔融盐系统热效率、熔融盐热物性等做了大量的研究，而对熔融盐管内强迫对流传热系数、熔融盐热物性对传热性能的影响等并没有相关报道。在国内，中山大学丁静教授领导的课题组对新型混合熔盐的配置以及混合熔盐热物性测试方面做了大量的研究工作，他们成功研究出了多种添加剂可以使二元混合熔盐熔点大幅度降低的同时并不改变混合熔融盐的热稳定性，甚至还能够进一步提高混合熔盐的最高使用温度。但是针对熔融盐对流换热特性方面的研究也未见报道。 因此，对熔融盐管内对流换热特性的研究基本上还是空白。 本课题在导师马重芳教授的指导下，在副导师吴玉庭副研究员的直接帮助和国家“863”、“973”项目支持下，搭建了一套用于研究熔融盐管内强迫对流换热特性的实验台系统，解决了熔融盐高温、腐蚀、毒性等带来的技术难题，掌握了熔融盐系统管道和阀门的防凝固、管路预热保温、高温熔融盐的填充和卸出等技术方法，成功实现了上千小时的熔融盐实验循坏，第一次获得了熔融盐在圆形管道内充分发展紊流和过渡流的相关实验数据，整理总结出了熔融盐管内过渡流和充分发展紊流对流换热特性的准则关联式。并通过实验数据和经典的传热经验关系式Dittus-Boelter方程、Colbum方程、Sieder-Tate方程、Petukhov方程以及Hausen方程和Gnielinski方程的对比，验证了传热关系式仍然适用于高温熔融盐的结论。并且将熔融盐和其他传热工质进行比较，得到了充分发展紊流不同工质Nusselt数随Prandtl数的影响情况。这些数据还没有在任何一篇公开发表的文献中出现过，本课题的工作填补了熔融盐传热实验和传热数据的空白。 此外，本文还创新的搭建了一套应用于生物质超临界水气化与太阳能耦合制氢系统的熔融盐传热蓄热系统，设计并制作了以熔融盐为工质的太阳能吸热器和熔融盐-生物质换热器，为熔融盐在新领域的应用开辟了思路。