為研究石英玻璃管束吸熱芯對聚集太陽光的傳輸穿透性能,建立石英玻璃管束吸熱芯多表面界面反射、折射和介質(zhì)吸收光路傳播模型。采用動態(tài)包覆面蒙特卡洛射線蹤跡法（MCRTM）加速算法,模擬分析聚集太陽光束在石英玻璃管束吸熱芯的傳輸過程,考慮玻璃光束傾斜角度、結(jié)構(gòu)參數(shù)和聚集太陽光集中度等因素對聚集太陽光輻射傳輸性質(zhì)的影響。結(jié)果表明石英玻璃管束吸熱芯（長度5 cm,壁厚0.4 mm）對聚集太陽光的吸收比低于5%,是一種較為理想的低吸收換熱芯材料,此結(jié)論為半透明玻璃管束吸熱芯的創(chuàng)新發(fā)展提供了參考依據(jù)。 

【文章來源】：太陽能學(xué)報. 2020,41(07)北大核心EICSCD

【文章頁數(shù)】：5 頁

【部分圖文】：

石英玻璃管束太陽能吸熱芯模型

模型驗證分半透明介質(zhì)內(nèi)光束傳輸模型可靠性驗證和動態(tài)包覆面加速計算2個層次。第1個層次驗證半透明介質(zhì)內(nèi)光束傳輸模型的可靠性。采用平板石英玻璃的吸收比性能進行對比（相對透過比T和反射比R，吸收比A較小，驗證效果更好），驗證光束傳輸模型的可靠性。厚度0.8 cm平板石英玻璃的吸收比理論計算與數(shù)值模擬結(jié)果如圖2所示。從圖2可看出，平板石英玻璃的理論結(jié)果與數(shù)值結(jié)果曲線十分吻合，最大相對誤差0.16%，驗證了本文玻璃管束半透明介質(zhì)內(nèi)光路傳輸模型的可靠性。第2個層次是加速MCRTM算法效果驗證，單個計算工況（具體參數(shù)見條件設(shè)置），在一般PC機上（I5-3470，主頻3.2 GHz），采用傳統(tǒng)MCRTM，計算耗時1.72 h。而采用動態(tài)包覆面加速MCRTM，計算耗時0.31 h，計算耗時降低到傳統(tǒng)MCRTM的18.2%，加速效果顯著;;。

玻璃管束傾斜特性對聚集太陽光輻射傳輸性能的影響如圖3所示。從圖3中可看出隨著傾斜角θc增加，玻璃光束由豎直布置逐漸轉(zhuǎn)向橫向布置，側(cè)壁表面法向與入射太陽光夾角增加，導(dǎo)致透過比減小，反射比增加。當(dāng)θc<15°和θc>60°時，透過比T和反射比R變化比較小，曲線比較平坦，當(dāng)15°<θc<60°，透過比和反射比數(shù)值變化較大。由于石英玻璃管束材質(zhì)對太陽光吸收份額比較小，同時傾斜角變化不影響玻璃管束材質(zhì)體積，因此吸收比A受傾斜角變化影響較小，A結(jié)果穩(wěn)定在約1.5%。

【參考文獻】：
期刊論文
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