新型復(fù)合拋物面內(nèi)聚光熱管式真空集熱管的性能研究.pdf

1、太陽能中溫?zé)崂镁哂袕V闊的發(fā)展前景，利用復(fù)合拋物面聚光器(CPC)的集熱器可以在無跟蹤系統(tǒng)的情況下實(shí)現(xiàn)中溫集熱，成為了各國開發(fā)和研究的熱點(diǎn)。本文是在對(duì)CPC曲線進(jìn)行一定分析的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了CPC內(nèi)聚光熱管式真空集熱管。針對(duì)所設(shè)計(jì)的集熱管進(jìn)行了光學(xué)性能分析、熱學(xué)性能分析和實(shí)驗(yàn)研究。本文的主要研究內(nèi)容和結(jié)論如下:
　　 1)建立了晴天太陽輻射強(qiáng)度的計(jì)算模型。計(jì)算分析不同接受面上可以接收的直射和散射輻射強(qiáng)度。不同接受面上的的散射輻射強(qiáng)

2、度在一天中是在100W/m2上下浮動(dòng)。
　　 2)針對(duì)在CPC曲線進(jìn)行研究的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了集熱管。在建立直射光分解模型的基礎(chǔ)上借助光學(xué)分析軟件模擬了集熱管在不同徑向入射角和軸向入射角下的光學(xué)效率，并分析研究了在不同軸向入射角下接受體上的能流密度分布。模擬得出散射光的光學(xué)效率為0.46637。
　　 3)本文從熱力學(xué)第一、二定律出發(fā)建立了集熱管的熱力學(xué)理論模型。建立集熱管的能量平衡模型和能量的品質(zhì)模型，對(duì)集熱管的穩(wěn)態(tài)傳熱進(jìn)行

3、了分析研究。借助模型通過MATLAB的optimization工具箱計(jì)算了集熱管的進(jìn)出口溫差、熱效率、總熱損系數(shù)和(炯)效率，進(jìn)而尋求主要的影響因素。得出的結(jié)論為:太陽輻射強(qiáng)度是集熱管熱性能的主要影響因素;室外的平均風(fēng)速對(duì)集熱管的熱性能幾乎沒有影響;流體進(jìn)口溫度和流量也是影響集熱管熱性能參數(shù)的重要因素。
　　 4)搭建集熱管室外動(dòng)態(tài)熱性能的實(shí)驗(yàn)臺(tái)，通過實(shí)驗(yàn)研究集熱管的性能。室外悶曬實(shí)驗(yàn)的結(jié)論:測試時(shí)間內(nèi)最高水溫為91.5℃，水溫