拋物槽式聚光系統(tǒng)把低能流密度的太陽輻射轉(zhuǎn)化為高品位的清潔熱源,不僅被廣泛應用在溫度高達400℃的太陽能熱發(fā)電領域,而且在80²50℃中低溫范圍內(nèi)的熱加工、干燥、制冷等工業(yè)和商用領域有著良好的發(fā)展前景。吸收器作為太陽能槽式系統(tǒng)中采集匯聚光線并進行光熱轉(zhuǎn)換的關鍵部件,其性能直接決定著整個系統(tǒng)的優(yōu)劣。目前太陽能槽式系統(tǒng)中采用最多的吸收器形式是直通式金屬—玻璃真空管,其優(yōu)點是在高溫下仍能保持較小的熱損失,缺點則是制造工藝復雜、價格偏高和容易破損。為了克服這些缺點,國內(nèi)外學者又提出了腔體式接收器的概念。本文以實現(xiàn)太陽能槽式系統(tǒng)在中低溫范圍內(nèi)的高效、低成本集熱利用為目的,開展了基于三角腔體吸收器的槽式系統(tǒng)聚光集熱特性的理論、模擬和實驗研究,主要研究內(nèi)容如下:（1）建立了三角腔體吸收器與拋物反射鏡之間的光路方程組,在腔內(nèi)匯聚光二次反射的臨界條件下分析兩者的最佳匹配關系,提出根據(jù)有效孔徑比率來衡量反射鏡與腔體的匹配性,并針對所采用的聚光系統(tǒng)分別進行了計算,結果表明當腔體開口角度為60°時,焦距為1150 mm、孔徑為2220mm的反射鏡面有效孔徑比率為94.66%,而焦距為100... 

【文章來源】：云南師范大學云南省

【文章頁數(shù)】：70 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
主要符號表
第1章 緒論
    1.1 研究背景與意義
    1.2 中低溫太陽能拋物槽式集熱器的應用
        1.2.1 PTC在中低溫領域的主要應用及相關研究
        1.2.2 商業(yè)化的中小型拋物槽式聚光器
    1.3 國內(nèi)外槽式線聚焦吸收器研究現(xiàn)狀
        1.3.1 線聚焦吸收器結構及熱性能優(yōu)化研究現(xiàn)狀
        1.3.2 槽式線聚焦吸收器的光學誤差分析研究現(xiàn)狀
        1.3.3 以往研究工作的總結與分析
    1.4 本文的主要研究內(nèi)容
第2章 槽式系統(tǒng)三角腔體吸收器聚光特性研究
    2.1 聚光系統(tǒng)幾何光路模型構建
        2.1.0 拋物槽式聚光器基本原理
        2.1.1 黑腔原理與腔內(nèi)二次臨界反射條件
        2.1.2 光路方程組的建立
    2.2 有效孔徑比率對黑腔性能的影響
    2.3 聚光能流密度和光學效率的計算
        2.3.1 線性太陽形狀模型下的槽式系統(tǒng)焦面能流密度計算
        2.3.2 基于TracePro的槽式系統(tǒng)焦面能流密度計算
        2.3.3 兩種計算結果比較和分析
        2.3.4 不同孔徑比率下的系統(tǒng)光學效率隨腔體偏移量的變化
    2.4 本章小結
第3章 線聚焦腔體及真空管光學特性與誤差影響模擬研究
    3.1 影響光學效率的因素
    3.2 模擬結果對比分析
        3.2.1 吸收器垂直位置偏移和表面涂層吸收率對光學效率的影響
        3.2.2 吸收器平行位置偏移對光學效率的影響
        3.2.3 腔體吸收器繞焦線的偏轉(zhuǎn)角度對光學效率的影響
        3.2.4 單邊鏡面錯位或偏轉(zhuǎn)誤差對光學效率的影響
    3.3 本章小結
第4章 槽式線聚焦吸收器集熱性能實驗研究
    4.1 槽式系統(tǒng)集熱性能的熱瞬態(tài)測試
        4.1.1 熱瞬態(tài)測試原理
        4.1.2 實驗測試平臺構建
    4.2 采用腔體吸收器的系統(tǒng)集熱效率測試結果
    4.3 兩種吸收器的集熱效率和光學效率測試結果
    4.4 槽式線聚焦腔體集熱及蓄放熱實驗
    4.5 本章小結
第5章 總結與展望
    5.1 總結
    5.2 工作展望
參考文獻
攻讀學位期間發(fā)表的學術論文和研究成果
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
[1]槽式太陽集熱器焦線能流分布的計算[J]. 許成木,李明,季旭,張鵬.  太陽能學報. 2015(03)
[2]腔體吸收器位置對太陽能槽式系統(tǒng)光熱轉(zhuǎn)換性能的影響[J]. 陳飛,李明,許成木,洪永瑞.  光學學報. 2014(09)
[3]拋物面槽式太陽能集熱器熱性能穩(wěn)態(tài)與動態(tài)測試方法的比較[J]. 徐立,原郭豐,孫飛虎.  蘭州理工大學學報. 2013(04)
[4]槽式太陽能系統(tǒng)聚光鏡面參數(shù)對聚光特性的影響研究[J]. 張瑩,李明,季旭,羅熙,陳飛,劉雅莉,王美地.  云南師范大學學報(自然科學版). 2013(04)
[5]太陽能槽式系統(tǒng)反射鏡玻璃厚度對聚光特性的影響[J]. 陳飛,李明,季旭,羅熙,王六玲.  光學學報. 2012(12)
[6]槽式太陽能有機朗肯循環(huán)熱發(fā)電系統(tǒng)模擬[J]. 劉懷亮,何雅玲,程澤東,崔福慶.  工程熱物理學報. 2010(10)
[7]拋物柱面聚光器焦面能流分布特性研究[J]. 戴景民,劉穎.  太陽能學報. 2008(09)
[8]管簇結構腔體式吸收器熱性能的數(shù)值分析[J]. 侴喬力,葛新石,程曙霞,李業(yè)發(fā).  太陽能學報. 1995(01)

博士論文
[1]采用腔體吸收器的線聚焦太陽能集熱器的理論及實驗研究[D]. 翟輝.上海交通大學 2009



本文編號：3613104