碟式太陽能聚光器將太陽光反射匯聚于面積很小的焦面上,大大地提高了太陽光的能流密度和能量品位。焦面能流密度分布是評價聚光器聚光效果的關鍵因素,對聚光集熱系統(tǒng)和聚光光電系統(tǒng)的設計、安裝和效率分析起到決定性作用。目前,兩種測量焦面能流密度分布的方法中,直接法測量分辨率較低,間接法無法得到真實的能流密度值。因此,開展對焦面能流密度測量方法和分布特性的研究意義遠大。在目前測量方法基礎上,利用鎧裝熱電偶高溫測量的優(yōu)勢,提出基于熱電效應原理的間接測量方法。利用ANSYS軟件構建鎧裝熱電偶物理模型,將入射能流密度作為輸入,鎧裝熱電偶導熱系數和表面對流與輻射換熱作為邊界條件,進行傳熱分析,仿真得到能流密度與輸出溫度間的熱力學函數,利用其反函數測量太陽能聚光焦面能流密度。設計實驗裝置,對單支熱電偶仿真所得函數進行實驗驗證。將熱電偶與熱流傳感器置于兩塊相同菲涅爾透鏡焦點處,保證兩測量面接收的能流密度相同,同時得到熱電偶輸出溫度和熱流傳感器輸出能流密度數值。對比實測和仿真數據,結果顯示入射能流密度大于750kW/㎡時,其相對誤差小于5%。測量聚光器焦面能流密度需要布置多支熱電偶,各熱電偶的傳熱相互影響。在單支...

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【學位級別】：碩士

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摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 能源概況
        1.1.1 世界能源現狀
        1.1.2 中國能源現狀
    1.2 太陽能聚光利用技術
        1.2.1 太陽能聚光技術
        1.2.2 碟式太陽能聚光
    1.3 碟式聚焦焦面能流密度測量
        1.3.1 直接測量法
        1.3.2 間接測量法
    1.4 本課題的研究方法及內容
        1.4.1 研究方法
        1.4.2 研究內容
第二章 鎧裝熱電偶測量能流密度的原理與模型
    2.1 熱電偶測量能流密度的理論分析
        2.1.1 測量原理
        2.1.2 傳熱分析
    2.2 參數的確定
        2.2.1 導熱系數的確定
        2.2.2 對流換熱系數的確定
        2.2.3 發(fā)射率的確定
    2.3 仿真分析
        2.3.1 仿真結果
        2.3.2 環(huán)境參數對函數關系式的影響
    2.4 驗證實驗
        2.4.1 實驗原理
        2.4.2 設計測試裝置
        2.4.3 跟蹤平臺及測量設備
    2.5 實驗結果分析
        2.5.1 鎧裝熱電偶輸出溫度與入射能流關系曲線的驗證
        2.5.2 鎧裝熱電偶表面溫度分布
    本章小結
第三章 碟式聚光器焦面能流密度分布的測量
    3.1 碟式聚光器聚光原理
        3.1.1 太陽張角理論
        3.1.2 碟式聚光器的理論焦斑
    3.2 多支熱電偶的傳熱分析
        3.2.1 測量裝置結構
        3.2.2 多支熱電偶對流換熱分析
        3.2.3 多支熱電偶輻射換熱分析
    3.3 測量裝置的仿真分析
        3.3.1 數學建模
        3.3.2 確定邊界條件
        3.3.3 仿真分析
    3.4 碟式聚光器焦面能流密度測量
        3.4.1 搭建實驗平臺
        3.4.2 環(huán)境參數變化
        3.4.3 實驗數據分析
    本章小結
第四章 碟式聚光器聚光特性實驗研究
    4.1 聚光效果的分析方法
        4.1.1 主要技術參數
        4.1.2 焦面總能流計算
    4.2 能流密度分布特性
        4.2.1 測試系統(tǒng)及說明
        4.2.2 結果分析
    4.3 太陽位置對聚光性能的影響
        4.3.1 太陽位置的定義
        4.3.2 測試方法及過程
        4.3.3 結果分析
    本章小結
結論與展望
參考文獻
致謝
攻讀學位期間發(fā)表的學術論文及取得的科研成果



本文編號：3981072