新型CPC真空管式太陽能集熱器的模擬研究
發(fā)布時(shí)間:2021-07-09 02:42
文章通過分析我國能源利用的現(xiàn)狀,不可再生能源消耗嚴(yán)重并且污染環(huán)境,此時(shí)開發(fā)和利用可再生清潔能源已是迫在眉睫。太陽能作為清潔能源中的一種,由于其具有廣泛性、環(huán)保性和永久性等特點(diǎn),有其利用的價(jià)值。我國太陽能資源豐富,具有利用太陽能的良好條件,在此基礎(chǔ)上提出了本論文的研究課題。太陽能的熱利用的關(guān)鍵技術(shù)是將太陽的輻射能轉(zhuǎn)換為熱能。由于太陽能比較分散,必須設(shè)法把它集中起來,太陽能集熱器是一種特殊的熱交換器,將分散的太陽輻射能轉(zhuǎn)化為熱能,并將其熱能傳遞給工質(zhì),加熱工質(zhì)。本文建立起CPC太陽能集熱器的數(shù)學(xué)模型,為研究CPC集熱器的性能提供理論基礎(chǔ)。CPC集熱器系統(tǒng)比一般的換熱器要復(fù)雜得多,包含三種換熱方式:導(dǎo)熱、對流和輻射換熱。本文分別分節(jié)描寫太陽輻射、集熱器的熱損失、集熱器的能量平衡、集熱器熱效率和集熱系統(tǒng)的流動(dòng)阻力的數(shù)學(xué)模型。數(shù)學(xué)模型的建立方便我們研究影響集熱器性能的因素,有助于集熱器的設(shè)計(jì)。本文設(shè)計(jì)的新型復(fù)合拋物面真空管式太陽能集熱器是將復(fù)合拋物面和真空管技術(shù)相結(jié)合,設(shè)計(jì)了一種新型的接收器結(jié)構(gòu)作為創(chuàng)新點(diǎn)。接收器是由銅管和玻璃管組成,兩管中間抽真空,銅管帶翅片,選擇性涂層涂在帶翅片的銅管表面而不...
【文章來源】:昆明理工大學(xué)云南省
【文章頁數(shù)】:86 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第一章 緒論
1.1 世界能源形勢和前景預(yù)測
1.2 中國太陽能資源區(qū)域劃分
1.3 太陽能的利用途徑
1.4 太陽能熱發(fā)電技術(shù)
1.5 太陽能集熱器
1.5.1 非聚光類太陽能集熱器
1.5.1.1 平板型型太陽能集熱器
1.5.1.2 真空熱管太陽能集熱器
1.5.2 聚光類太陽能集熱器
1.5.2.1 點(diǎn)聚焦集熱
1.5.2.2 線聚焦集熱
1.5.2.3 低倍率聚焦
1.5.2.4 菲涅爾透鏡
1.6 本論文主要研究的內(nèi)容
第二章 太陽輻射模型
2.1 太陽能資源
2.2 太陽位置方程
2.2.1 赤緯角
2.2.2 時(shí)角
2.2.3 太陽高度角
2.2.4 太陽方位角
2.2.5 日出、日沒時(shí)角
2.3 太陽輻射強(qiáng)度的計(jì)算
2.3.1 太陽常數(shù)
2.3.2 太陽輻射模型簡介
2.3.2.1 霍伊特模型
2.3.2.2 區(qū)域輻射模型
2.4 昆明市的太陽輻射計(jì)算
2.5 本章小結(jié)
第三章 復(fù)合拋物面聚光器光學(xué)性能分析
3.1 聚光分析
3.2 CPC的型線設(shè)計(jì)分析
3.3 集聚光反射損失分析
3.4 光學(xué)效率
3.5 本章小結(jié)
第四章 集熱器的熱性能分析
4.1 復(fù)合拋物面集熱器傳熱過程分析
4.2 接收器的結(jié)構(gòu)
4.3 性能評價(jià)指標(biāo)
4.3.1 簡化熱模型
4.3.2 效率因子
4.3.3 肋片效率
4.3.4 總熱損失系數(shù)
4.3.5 集熱工質(zhì)流動(dòng)方向上的溫度分布
4.3.6 熱遷移因子
4.3.7 瞬時(shí)集熱效率
4.4 傳熱熱阻計(jì)算
4.4.1 對流換熱
4.4.1.1 風(fēng)速損失
4.4.1.2 腔體內(nèi)的自然對流換熱
4.4.1.3 流道內(nèi)的對流換熱
4.4.2 輻射換熱
4.4.2.1 蓋板與環(huán)境間的輻射換熱
4.4.2.2 玻璃管與蓋板之間輻射換熱
4.4.2.3 集熱管與玻璃管之間的輻射換熱
4.5 本章小結(jié)
第五章 模型的建立
5.1 聚光器模型的計(jì)算
5.2 傳熱模型的計(jì)算
5.2.1 光學(xué)效率的計(jì)算
5.2.2 熱損失系數(shù)的計(jì)算
5.2.3 效率因子的計(jì)算
第六章 全文總結(jié)
6.1 研究總結(jié)
6.2 展望
參考文獻(xiàn)
致謝
附錄A
附錄B
本文編號(hào):3272846
【文章來源】:昆明理工大學(xué)云南省
【文章頁數(shù)】:86 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第一章 緒論
1.1 世界能源形勢和前景預(yù)測
1.2 中國太陽能資源區(qū)域劃分
1.3 太陽能的利用途徑
1.4 太陽能熱發(fā)電技術(shù)
1.5 太陽能集熱器
1.5.1 非聚光類太陽能集熱器
1.5.1.1 平板型型太陽能集熱器
1.5.1.2 真空熱管太陽能集熱器
1.5.2 聚光類太陽能集熱器
1.5.2.1 點(diǎn)聚焦集熱
1.5.2.2 線聚焦集熱
1.5.2.3 低倍率聚焦
1.5.2.4 菲涅爾透鏡
1.6 本論文主要研究的內(nèi)容
第二章 太陽輻射模型
2.1 太陽能資源
2.2 太陽位置方程
2.2.1 赤緯角
2.2.2 時(shí)角
2.2.3 太陽高度角
2.2.4 太陽方位角
2.2.5 日出、日沒時(shí)角
2.3 太陽輻射強(qiáng)度的計(jì)算
2.3.1 太陽常數(shù)
2.3.2 太陽輻射模型簡介
2.3.2.1 霍伊特模型
2.3.2.2 區(qū)域輻射模型
2.4 昆明市的太陽輻射計(jì)算
2.5 本章小結(jié)
第三章 復(fù)合拋物面聚光器光學(xué)性能分析
3.1 聚光分析
3.2 CPC的型線設(shè)計(jì)分析
3.3 集聚光反射損失分析
3.4 光學(xué)效率
3.5 本章小結(jié)
第四章 集熱器的熱性能分析
4.1 復(fù)合拋物面集熱器傳熱過程分析
4.2 接收器的結(jié)構(gòu)
4.3 性能評價(jià)指標(biāo)
4.3.1 簡化熱模型
4.3.2 效率因子
4.3.3 肋片效率
4.3.4 總熱損失系數(shù)
4.3.5 集熱工質(zhì)流動(dòng)方向上的溫度分布
4.3.6 熱遷移因子
4.3.7 瞬時(shí)集熱效率
4.4 傳熱熱阻計(jì)算
4.4.1 對流換熱
4.4.1.1 風(fēng)速損失
4.4.1.2 腔體內(nèi)的自然對流換熱
4.4.1.3 流道內(nèi)的對流換熱
4.4.2 輻射換熱
4.4.2.1 蓋板與環(huán)境間的輻射換熱
4.4.2.2 玻璃管與蓋板之間輻射換熱
4.4.2.3 集熱管與玻璃管之間的輻射換熱
4.5 本章小結(jié)
第五章 模型的建立
5.1 聚光器模型的計(jì)算
5.2 傳熱模型的計(jì)算
5.2.1 光學(xué)效率的計(jì)算
5.2.2 熱損失系數(shù)的計(jì)算
5.2.3 效率因子的計(jì)算
第六章 全文總結(jié)
6.1 研究總結(jié)
6.2 展望
參考文獻(xiàn)
致謝
附錄A
附錄B
本文編號(hào):3272846
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