實(shí)際應(yīng)用中槽式太陽(yáng)能集熱器一般采用一維跟蹤太陽(yáng)的方式,一維跟蹤的槽式太陽(yáng)能集熱系統(tǒng)由于照射在拋物鏡面末端的太陽(yáng)光線會(huì)聚不到集熱管上導(dǎo)致末端損失,全年末端損失變化差異較為明顯,對(duì)集熱器集熱效率產(chǎn)生一定影響,利用MATLAB軟件對(duì)不同集熱器參數(shù)φ、N、ψ、Wa、L、f下吸熱管末端損失對(duì)集熱器集熱效率的影響進(jìn)行計(jì)算分析。研究結(jié)果表明:存在末端損失的情況下全年集熱器集熱效率最大值出現(xiàn)在夏至日前后,最小值出現(xiàn)在冬季;一天中ψ=0°時(shí)集熱器集熱效率最小值為85%出現(xiàn)在正午12點(diǎn),隨著方位角增大集熱效率最小值逐漸減小同時(shí)出現(xiàn)時(shí)刻向正午之后推遲;增加集熱管長(zhǎng)度可以補(bǔ)償末端損失提升集熱效率,但是在集熱管長(zhǎng)度較短的情況下效果較為明顯。 

【文章來(lái)源】：建筑節(jié)能. 2018,46(12)

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【部分圖文】：

光線斜射聚光器示意圖Fig.1Schematicdiagramoflightobliqueconcentrator

一定的角度入射，太陽(yáng)光線的入射角θ(入射光線與主光軸的夾角)可以分解為角α和角β。2003年，學(xué)者陳維等人對(duì)槽式太陽(yáng)能集熱器的幾種跟蹤形式進(jìn)行了光學(xué)性能分析，并求出了各種跟蹤方式下的太陽(yáng)光入射角。對(duì)于南北水平放置東西跟蹤的集熱器入射角計(jì)算公式為:θ=arccos1－cos2αscos2γ槡s(1)式中:αs為太陽(yáng)高度角;γs為太陽(yáng)方位角。sinαs=sinφsinδ+cosφcosδ=cos(φ－δ)(2)cosγs=sinαssinφ－sinδcosαscosφ(3)圖2末端損失幾何分析圖Fig.2Geometricalanalysisoftheendloss圖2為末端損失幾何分析圖即入射角θ對(duì)吸熱管末端損失現(xiàn)象的影響，拋物槽南北水平放置東西跟蹤，拋物槽方位角為ψ入射光線DC傾斜照射在拋物鏡面上，光線DC與拋物鏡面交于點(diǎn)C(x，y)并經(jīng)拋物鏡面反射后的反射光線CE與吸熱管軸線交于點(diǎn)E，設(shè)光線GC垂直于Z軸入射，其反射光線CF通過(guò)焦點(diǎn)F。太陽(yáng)入射線與平面xOy法線之間的夾角為入射角，由光線的反射定理知∠DCF=∠ECF=θ。所以，末端損失長(zhǎng)度Ls為:Ls=EF=CF×tanθ(4)由拋物線性質(zhì)可知:CF=x24f+f(5)式中:f拋物線焦距;為將公式(5)帶入式(4)可得:Ls=(x24f+f)×tanθ(6)由式(6)可知，吸熱管的末端損失長(zhǎng)度不僅與拋物槽的焦距有關(guān)并且受入射光線與拋物槽交點(diǎn)位置變化的影響。點(diǎn)C的變化范圍為(－Wa/2，Wa/2)，可以定義吸熱管末端損失長(zhǎng)度Ls則有:Ls=∫Wa/2－Wa/2(x24f+f)×tanθdxWa=(Wa2

鵲謀浠?不岫閱┒慫鶚??數(shù)產(chǎn)生影響，為了進(jìn)一步探究集熱器尺寸參數(shù)以及Φ、N、Ψ對(duì)末端損失系數(shù)的影響，對(duì)末端損失系數(shù)ξe在不同地理緯度和不同方位角下一年中的變化情況進(jìn)行計(jì)算，所得結(jié)果如圖6所示，結(jié)果顯示，全年之中，末端損失系數(shù)的值呈現(xiàn)冬大夏小的現(xiàn)象。當(dāng)?shù)乩砭暥仍谀媳被貧w線之間時(shí)，末端損失系數(shù)的值較小，隨著緯度的增加末端損失系數(shù)的值逐漸增大。圖5ζe隨ts和ψ變化曲線圖(φ=38.05°，N=172)Fig.5Variationofζewithtsandψ(φ=38.05°，N=172)圖6ζe隨N的變化關(guān)系(ts=12)Fig.6VariationofζewithN(ts=12)2.2不同集熱器尺寸參數(shù)時(shí)末端損失對(duì)集熱效率的影響由圖7可以看出隨著集熱器長(zhǎng)度的增加，末端損失系數(shù)ζe的值逐漸減小，當(dāng)L＜15m時(shí)末端損失系數(shù)ζe遞減趨勢(shì)明顯，當(dāng)L＞15m時(shí)下降趨勢(shì)區(qū)域穩(wěn)定，當(dāng)ψ=45°時(shí)ζe值在2%處趨于平穩(wěn)，由此可見(jiàn)集熱管長(zhǎng)度越長(zhǎng)，末端損失系數(shù)ζe越小，但是當(dāng)L＞15m后集熱管長(zhǎng)度對(duì)末端損失系數(shù)ζe的影響基本趨于穩(wěn)定�？梢�(jiàn)為集熱器集熱效率ηioe隨著L的增加呈現(xiàn)逐漸上升并逐漸趨于穩(wěn)定的趨勢(shì);當(dāng)L＞15m時(shí)ηioe隨著L的增大而增大的幅度較小，當(dāng)ψ=45°時(shí)ηioe值在98%處趨于平穩(wěn)，同時(shí)也可以看出集熱器方位角的增大可以降低末端損失系數(shù)提高集熱效率，由此可以知道，增加集熱管長(zhǎng)度可以補(bǔ)償末端損失，提高集熱器集熱效率，但是在集熱管長(zhǎng)度較短的情況下效果較為明顯。拋物鏡面的形狀取決于拋物鏡面開(kāi)口寬度Wa和拋物鏡面焦距f，f決定拋物鏡面的曲率即鏡面的彎曲程度，這里集熱管?

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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[3]槽式太陽(yáng)能集熱器集熱性能分析[J]. 肖杰,何雅玲,程澤東,陶于兵,徐榮吉.  工程熱物理學(xué)報(bào). 2009(05)
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博士論文
[1]槽式聚光太陽(yáng)能系統(tǒng)光熱能量轉(zhuǎn)換利用理論與實(shí)驗(yàn)研究[D]. 許成木.云南師范大學(xué) 2014
[2]槽式太陽(yáng)能直接蒸汽熱發(fā)電系統(tǒng)性能分析與實(shí)驗(yàn)研究[D]. 楊賓.天津大學(xué) 2011

碩士論文
[1]拋物面槽式太陽(yáng)能集熱器熱損失機(jī)理研究[D]. 卑振華.華北電力大學(xué)（河北） 2010



本文編號(hào)：3398339