随着社会经济的发展,人类对能源的需求量越来越大。面临传统化石燃料不断减少及由其造成的环境污染问题日益严重的现状,迫切需要我们发展环境友好型新能源。太阳能热化学制氢是以太阳能作为热源,通过化学反应制取氢气的过程。由于其成本较低、环境友好、循环效率较高等特点而具有极大的发展空间。本文对Zn O/Zn工质对的太阳能两步热化学循环水解制氢过程进行了研究。主要包括Zn O在太阳能反应腔内的高温分解过程及锌颗粒在水解反应腔内的水解反应两个过程。研究反应腔的热输运特性对提高反应腔内反应物的转化率,优化反应腔的设计及提高太阳能-化学能的转化率是非常重要的。本文借助CFD建立了耦合了导热、对流、辐射及化学反应的综合过程的太阳能反应腔的稳态热传输模型。利用该稳态热传输模型得到了太阳能热解Zn O/Zn制氢反应中稳态热输运特性及太阳能反应腔的运行参数及结构参数对Zn O转化率的影响规律。根据稳态热传输模型建立了太阳能反应腔的瞬态热传输模型。该瞬态热传输模型对其中的辐射传输模型进行了改进,包括将光谱的影响加入到辐射传输方程的求解中,考虑陶瓷壁面的发射率及Zn O颗粒吸收因子的光谱及温度特性。得到的反应腔温度比采用稳态热传输模型高,并且获得了太阳能热解Zn O反应中瞬态热输运特性。本文研究内容有助于进一步了解太阳能两步热化学循环制氢过程,为反应腔运行参数的选取及反应腔的优化设计提供参考,并为提高太阳能-化学能的转化效率的研究奠定基础。