在太陽能熱利用技術中,槽式集熱系統(tǒng)的線性真空管接收器因其工作時壁面溫度和管內(nèi)工質(zhì)溫度分布不均勻,而直接影響集熱系統(tǒng)的傳熱性能。熱管具有良好的等溫性和較高的導熱性,可替代線性真空管作為接收器。因此,本文對熱管式真空管接收器與拋物面槽式聚光器相結(jié)合的太陽能集熱器進行了研究,主要研究內(nèi)容如下。首先,介紹了熱管式真空管槽式集熱系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及工作原理,該系統(tǒng)包括槽式聚光器和熱管式真空管接收器。其中,熱管式真空管包括兩相閉式熱虹吸管和單層的玻璃套管。根據(jù)系統(tǒng)工作條件,熱管的工質(zhì)選擇水,管殼材料選擇不銹鋼材料。根據(jù)熱管式真空管的工作特點,集熱系統(tǒng)選擇了方位軸俯仰軸的跟蹤方式。其次,根據(jù)集熱系統(tǒng)方位軸俯仰軸的跟蹤方式特點,采用Sol Trace軟件模擬研究了四種不同手動調(diào)節(jié)模式下聚光器的光學性能。模擬結(jié)果顯示,本文采用的聚光器傾角由當日正午太陽高度角確定最佳,而方位軸調(diào)節(jié)時間最長不超過3min一次。此外,本文以光學效率和能流密度分布均勻性作為衡量標準,并在考慮跟蹤誤差的條件下,對接收器管徑以及金屬管與玻璃套管之間的環(huán)形空間間隙尺寸進行了優(yōu)化研究。其中,金屬管管徑選擇為30mm,金屬管與玻璃套管之間的環(huán)形... 

【文章來源】：內(nèi)蒙古工業(yè)大學內(nèi)蒙古自治區(qū)

【文章頁數(shù)】：85 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 課題背景及研究意義
    1.2 熱管式真空管作為接收器的研究現(xiàn)狀
        1.2.1 聚光式熱管真空管集熱器研究現(xiàn)狀
        1.2.2 非聚光式熱管式真空管集熱器研究現(xiàn)狀
    1.3 本文主要研究內(nèi)容
第二章 熱管式真空管槽式聚光集熱系統(tǒng)及相關概念
    2.1 熱管式真空管槽式聚光集熱系統(tǒng)
        2.1.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及工作原理
        2.1.2 熱管工質(zhì)及管殼材料選擇
        2.1.3 重力熱管充液量的要求
    2.2 集熱系統(tǒng)相關基本概念
        2.2.1 太陽形狀
        2.2.2 太陽角
        2.2.3 太陽光入射角
    2.3 跟蹤方式
        2.3.1 單軸跟蹤系統(tǒng)
        2.3.2 雙軸跟蹤系統(tǒng)
        2.3.3 本課題的跟蹤方式介紹
    2.4 太陽能跟蹤系統(tǒng)的驅(qū)動方式
    2.5 本章小結(jié)
第三章 槽式集熱器的接收器管徑優(yōu)化設計
    3.1 方位軸-俯仰軸手動跟蹤方式的研究
        3.1.1 裝置結(jié)構(gòu)及工作原理
        3.1.2 手動跟蹤的調(diào)整方式
    3.2 接收器管徑設計方法
    3.3 SOLTRACE軟件及光學模擬步驟
        3.3.1 SOLTRACE光學仿真軟件介紹
        3.3.2 系統(tǒng)建模步驟
    3.4 接收器的光學效率及能流密度分布均勻性
    3.5 光學模擬結(jié)果分析
        3.5.1 調(diào)節(jié)方式一
        3.5.2 調(diào)節(jié)方式二
        3.5.3 調(diào)節(jié)方式三
        3.5.4 調(diào)節(jié)方式四
    3.6 接收器管徑模擬分析
        3.6.1 不考慮跟蹤誤差管徑設計
        3.6.2 考慮跟蹤誤差時管徑設計
        3.6.3 環(huán)形空間間隙尺寸對能流密度分布的影響
    3.7 本章小結(jié)
第四章 槽式聚光器聚光性能實驗測試與分析
    4.1 實驗裝置
    4.2 測試裝置及常見方法簡介
    4.3 測試流程
    4.4 測試結(jié)果及分析
        4.4.1 實驗測試結(jié)果
        4.4.2 沿聚光器主光軸上不同的測試位置的影響
        4.4.3 太陽高度角變化的影響
        4.4.4 聚光器傾斜角的影響
        4.4.5 云層遮擋對光斑及能流密度的影響
    4.5 能流密度實驗結(jié)果與模擬結(jié)果對比
    4.6 本章小結(jié)
第五章 熱管式真空管傳熱熱阻分析
    5.1 熱管式真空管的傳熱熱阻
        5.1.1 熱管式真空管傳熱熱阻分析
        5.1.2 熱管蒸發(fā)段熱阻
        5.1.3 熱管冷凝段熱阻
        5.1.4 金屬管與玻璃套管換熱熱阻
        5.1.5 玻璃套管熱阻
    5.2 計算結(jié)果分析
        5.2.1 太陽直射輻照度對熱阻的影響
        5.2.2 環(huán)境溫度對熱阻的影響
        5.2.3 傳熱流體入口溫度對熱阻的影響
        5.2.4 風速對熱阻的影響
    5.3 本章小結(jié)
總結(jié)與展望
    總結(jié)
    展望
參考文獻
致謝
攻讀碩士學位期間研究成果


【參考文獻】：
期刊論文
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[4]槽式太陽能真空管接收器環(huán)形區(qū)域結(jié)構(gòu)及氣體優(yōu)化[J]. 張維蔚,薛奇成,聶晶,程龍,王甲斌,宋長忠.  農(nóng)業(yè)工程學報. 2017(20)
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博士論文
[1]太陽能聚光器聚焦光斑能流密度分布的理論與實驗研究[D]. 劉穎.哈爾濱工業(yè)大學 2008

碩士論文
[1]非均勻能流分布下高寒地區(qū)槽式聚光集熱器特性研究[D]. 常征.內(nèi)蒙古工業(yè)大學 2018



本文編號：3169075