抛物面槽式太阳能平板接收器热性能研究

发布时间：2020-04-11 23:56

【摘要】：利用太阳能加热膜蒸馏,使水蒸气在压差作用下通过膜孔并冷凝,达到淡化苦咸水的目的。通过对完整型抛物面聚光系统进行改造,设计了具有双面受热平板接收器的抛物面聚光系统。将收集的热量用于膜蒸馏系统,可实现低温小型移动式太阳能膜蒸馏系统。建立了完整型抛物面、非完整型抛物面、同轴非完整型平移抛物面三种聚光系统的三维模型。采用TracePro光学软件,利用蒙特卡洛光线追踪法(MCTRM)模拟了经聚光器聚光后汇聚在平板接收器表面被吸收的辐射强度的分布。与其它两种聚光系统比较,同轴非完整型平移抛物面聚光系统吸收辐射强度峰值最小、均值相差不大,且有两条光斑,光学效率达到85.57%。针对同轴非完整型平移抛物面聚光系统在焦距不变的条件下,模拟了环数和边缘角对接收器表面吸收辐射强度分布的影响,从而得出吸收辐射强度随环数和边缘角的变化规律。综合考虑接收器吸收辐射强度均值、辐射热流均匀性、光斑面积大小等因素对接收器下表面放置位置进行优化。通过分析平板接收器的能量传递及转换过程,建立了平板接收器的理论计算模型。在此基础上,利用Matlab7.0软件编制程序实现了平板接收器的热性能计算,该程序结合平板接收器的实际运行工况,在结构参数、环境参数和进口参数确定的情况下模拟计算接收器的吸热板平均温度、水出口温度、接收器表面吸收太阳辐射的总能量、总有用能量、总损失能量、接收器的肋片效率、效率因子、热迁移因子、流动因子和热效率等性能指标。绘制了温度分布图、能量分布图、热性能分布图,分析了随参数的变化接收器热性能的变化趋势。对于影响接收器热性能的主要参数进行组合,分析热效率的变化规律。最后将双面受热接收器与传统的单面受热接收器进行比较,环境温度在0-30℃变化时,双面受热接收器的热效率提高了8.18～37.01%。
【图文】：

苦咸水淡化,太阳能,苦咸水

到接收器上，提高太阳能的热利用率成为低品位膜蒸馈重要的研究方向之一ｍ。逡逑利用太阳能低品位能源驱动膜蒸馈系统来淡化苦咸水是一项可行的水处理技术。逡逑太阳能直接加热膜蒸馈苦咸水淡化系统如图１－１所示。主要由太阳能集热系统、水箱、逡逑累、苦咸水预处理器、中空纤维膜组件、预热器、产水接收瓶等设备组成。其工作原逡逑理：未处理的苦咸水经过预热器被通过中空纤维孔后的淡水加热，在累的作用下，预逡逑１逡逑

示意图,圆面,张角,太阳能

地球非常遥远，但对地球来说太阳并不是一个点光源，而是日轮。所Ｗ，地球上的任逡逑意一点，与太阳的入射光线之间形成一个很小的夹角２＆，通常称为太阳圆面张角，逡逑如图２－１所示。根据几何关系可求得太阳圆面半张角为＆邋＝１６＇。说明太阳光为非平行逡逑光，而是Ｗ３２＇的太阳圆面张角入射到地球表面。该是设计一切太阳能聚光系统十分逡逑重要的物理参量？。逡逑逦巧７００ｋｍ逡逑１．３９Ｘ邋Ｉ０？ｋｍ逦１．５＂炉邋ｋｍ逦，逡逑ｈ逦Ｈ逡逑图２－１太阳能圆面张角的几何关系图逡逑Ｆｉｇ．２－１邋Ｓｏｌａｒ邋ｆｌａｒｅ邋ａｎｇｌｅ邋ｒｏｕｎｄ邋ｆａｃｅ邋ｇｅｏｍｅｔｒｙ邋ｃｈａｒｔ逡逑２．邋１．２太阳能聚光器的聚光比逡逑（１）几何聚光比逡逑如图２－２为聚光器聚光原理示意图。入射太阳光从光孔进入聚光器，经反射面将逡逑太阳光聚焦到底面接收器上。该样太阳光经聚光器聚光后，，落在接收器上的福射能量逡逑密度得到很大的提高。定义聚光器光孔面积＾与接收器面积４之比为几何聚光比。逡逑用表不通称聚光比Ｃ。逡逑Ｃ邋＝生逦（２－１）逡逑Ａ逡逑６逡逑
【学位授予单位】：内蒙古工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TK513.3

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