本文提出一種新型的菲涅爾二次反射塔式太陽能集熱器,對其集熱機理進行了研究。主要研究內容如下:1.菲涅爾二次反射塔式太陽能集熱器集熱器機理研究。給出菲涅爾定日鏡、二次反射鏡以及腔體吸收器的設計方法,并引入蒙特卡羅光線追跡法分析菲涅爾二次反射塔式集熱器的光學性能,求得吸收面上的光斑能流密度分布,以此作為吸收器數值計算時的熱流邊界條件,研究吸收器集熱性能。2.菲涅爾二次反射式太陽能集熱系統(tǒng)的光學特性研究。跟蹤過程中,旋轉角角差最大差值為4.574°,俯仰角角差最大差值為0.0425°,前者是后者100多倍,因此分析過程中僅考慮旋轉角角差對光學性能的影響;對于同一組定日鏡而言,夏季的陰影和遮擋效率比冬季高10%,說明太陽高度角越高,陰影和遮擋損失越少;定日鏡H1在上海地區(qū)的年均效率為53.5%高于H2的45.6%和H3的37.9%,說明南向的定日鏡具有更高的光學效率。3.線菲二次反射塔式集熱器熱學特性研究。當采用水作為傳熱工質時,最佳流量為0.25L/s;采用導熱油作為傳熱工質時,最佳流量為0.35L/s。在相同集熱器進口溫度下,采用水作為傳熱工質,比導熱油具有更好的集熱性能;對于圓錐形腔體吸... 

【文章來源】：上海交通大學上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數】：103 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
符號說明
第一章 緒論
    1.1 研究背景和意義
    1.2 研究與應用現狀
        1.2.1 CSP技術研究現狀
        1.2.2 二次反射塔式集熱器研究現狀
    1.3 本文主要研究內容
第二章 菲涅爾二次反射塔式系統(tǒng)設計
    2.1 定日鏡場的設計
    2.2 二次反射鏡的設計
    2.3 吸收器的設計
        2.3.1 傳熱工質
        2.3.2 腔體吸收器
        2.3.3 聚光器設計
    2.4 本章小結
第三章 菲涅爾二次反射塔式系統(tǒng)光學性能分析
    3.1 二次反射塔式系統(tǒng)幾何模型建立
        3.1.1 系統(tǒng)布置
        3.1.2 系統(tǒng)幾何參數
        3.1.3 坐標系建立
    3.2 二次反射塔式系統(tǒng)跟蹤角度計算
        3.2.1 太陽位置計算
        3.2.2 定日鏡跟蹤角度計算
    3.3 蒙特卡羅方法光線追跡法簡介
    3.4 菲涅爾二次反射塔式系統(tǒng)光線追蹤
        3.4.1 光源分布
        3.4.2 反射過程判定
        3.4.3 遮擋和陰影判定
        3.4.4 吸收過程判定
        3.4.5 光學效率
    3.5 結果與討論
        3.5.1 蒙特卡羅方法程序驗證
        3.5.2 跟蹤角計算
        3.5.3 吸收器表面能流密度分布
        3.5.4 全年光學效率
    3.6 本章小結
第四章 吸收器光熱轉換模型與數值計算
    4.1 數學模型建立和控制方程
        4.1.1 數學模型
        4.1.2 控制方程
    4.2 輻射模型
        4.2.1 DO模型
    4.3 物性參數
    4.4 邊界條件
    4.5 網格劃分以及求解模型
    4.6 結果與分析
        4.6.1 光學模擬結果
        4.6.2 腔體內部溫度分布
        4.6.3 吸收器進口參數優(yōu)化
        4.6.4 吸收器幾何參數優(yōu)化
    4.7 保溫墻與CPC的比較
        4.7.1 數學模型及邊界條件的設定
        4.7.2 結果與分析
    4.8 本章小結
第五章 系統(tǒng)實驗研究與優(yōu)化
    5.1 實驗臺搭建
    5.2 實驗結果與分析
        5.2.1 瞬時效率測定
    5.3 系統(tǒng)優(yōu)化設計
    5.4 本章小結
第六章 結論與展望
    6.1 研究總結
    6.2 工作展望
參考文獻
致謝
攻讀學位期間的學術成果


【參考文獻】：
碩士論文
[1]基于腔體吸收器的菲涅爾反射式聚焦型太陽能集熱器[D]. 林蒙.上海交通大學 2013



本文編號：3498660