太陽(yáng)能光熱推進(jìn)聚光器的設(shè)計(jì)與研究.pdf

1、太陽(yáng)能是自然界賦予人類的巨大財(cái)富，太陽(yáng)通過(guò)內(nèi)部的氫聚變成氦的原子核反應(yīng)不停地釋放巨大的能量，并不斷向宇宙空間輻射能量。太陽(yáng)能熱水器、太陽(yáng)能空調(diào)等就利用了太陽(yáng)到達(dá)地球表面的這部分能量。隨著航空航天和宇航事業(yè)的迅速發(fā)展，太陽(yáng)能在航天器推進(jìn)系統(tǒng)中也得到了廣泛應(yīng)用。太陽(yáng)能光熱推進(jìn)系統(tǒng)是一種比較先進(jìn)的推進(jìn)系統(tǒng)，具有區(qū)別于其他推進(jìn)系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)：推力范圍適中、比沖高、重量輕、使用壽命長(zhǎng)、污染少。
　　 隨著航天事業(yè)的迅速發(fā)展，對(duì)航天器推進(jìn)系統(tǒng)的

2、研究變得至關(guān)重要。目前，太陽(yáng)能光熱推進(jìn)系統(tǒng)在航天器上得到了應(yīng)用，太陽(yáng)能光熱推進(jìn)系統(tǒng)主要由太陽(yáng)能聚光器、吸收器/推力室和工質(zhì)貯存與供應(yīng)系統(tǒng)構(gòu)成，利用太陽(yáng)能聚光器聚集太陽(yáng)能直接加熱質(zhì)量較輕的工質(zhì)，工質(zhì)膨脹后通過(guò)噴管噴出而產(chǎn)生推力。由于聚光器是太陽(yáng)能光熱推進(jìn)系統(tǒng)中的關(guān)鍵部分，因此對(duì)聚光器的研究顯得非常重要。
　　 本文考慮在太陽(yáng)光不平行度的條件下，運(yùn)用蒙特卡洛方法對(duì)理想情況下以及考慮接收面位置誤差影響條件下的單碟、雙碟以及三碟貝殼形聚

3、光器進(jìn)行性能模擬，在接收面水平放置和豎直放置時(shí)，得到接收面上的二維能流密度分布圖和能流密度分布等高圖，從而分析影響接收面能流密度的因素。在增大貝殼形聚光器投影圓圓心到坐標(biāo)系z(mì)軸距離l時(shí)，若接收面水平放置，發(fā)現(xiàn)接收面能流密度峰值減小，同時(shí)光斑核心區(qū)域面積相應(yīng)增大，當(dāng)距離l較短時(shí)，聚光器性能較優(yōu)越，如單碟和對(duì)稱雙碟貝殼形聚光器在距離l為2m時(shí)性能較好，非對(duì)稱雙碟和三碟貝殼形聚光器在距離l為3m時(shí)性能較好。若接收面豎直放置時(shí)，能流密度峰值先增