多孔介质容积式太阳能吸热器是塔式太阳能发电的关键部件。本文基于局部非热平衡模型,推导得到单层及双层多孔介质容积式太阳能吸热器内温度、空气压强和吸热器热效率的解析解,分析了吸热器结构参数(包括孔隙率和孔隙直径)对吸热器的传热特性的影响。对单层多孔介质容积式太阳能吸热器(简称单层吸热器),在空气能量方程中忽略空气导热的影响,采用4种多孔骨架中辐射传输模型,包括:忽略多孔骨架内部辐射的模型(模型A)、Rosseland模型(模型B)、均匀内热源模型(模型C)与吸热器中辐射传输满足Beer定律的模型(模型D),推导得到了局部非热平衡条件下4种模型所对应的吸热器中多孔骨架与空气温度、空气压强和吸热器热效率的解析解,分析了多孔骨架导热系数、孔隙率和孔隙直径等参数对吸热器性能的影响。结果表明,对模型A和模型B,吸热器中最高温度位于吸热器进口处,对模型C,吸热器中最高温度位于吸热器出口处,而对模型D,吸热器中最高温度可以位于吸热器内部或吸热器的出口处;吸热器热效率取决于多孔骨架导热系数、孔隙率和孔隙直径等参数,当吸热器中内热源均匀分布时,吸热器热效率是最高的。对双层多孔介质容积式太阳能吸热器(简称双层吸热器),在空气能量方程中忽略空气导热的影响,辐射传输采用Rosseland模型,推导得到了局部非热平衡条件下双层吸热器内多孔骨架与空气温度、空气压强和吸热器热效率的解析解,分析了孔隙率增加或减小设计和孔隙直径增加或减小设计对双层吸热器性能的影响。结果表明,吸热器第一层的厚度对吸热器进口处骨架温度、热效率和压降有较大影响;孔隙率减小设计的吸热器进口处骨架温度与热效率均比孔隙率增加设计的高;孔隙直径增加设计的吸热器与比孔隙直径减小设计的吸热器相比,进口处骨架温度更低,热效率更高;增加高孔隙率或高孔隙直径的区域的厚度均能降低压降。