线性菲涅尔反射系统光学和集热性能研究
发布时间：2020-12-11 17:00
线性菲涅尔反射式集热器是线性聚焦集热器的一种,其研究始于上世纪八九十年代,在最近十年获得了各国太阳能研究机构的重视。相比于目前已经得到商业化利用的槽式集热器,线性菲涅尔反射器具有造价低、场地利用率高、反射镜风载低、控制系统简单等优点,它可以提供超过400℃的热源,既可作为工业和家庭用热源,也可建造太阳能热发电厂菲涅尔反射集热器的一个技术难题是相邻镜面存在阴影和遮挡问题,导致系统光学效率较槽式偏低,虽然可以通过增加接收器高度和相邻镜面间距来减小阴影和遮挡,但会造成场地利用率低和末端损失增大等问题；此外,经济高效的接收装置也是国际上的研究重点,复合抛物面聚光器（CPC）由于对光线入射角要求很低,可作为二级反射器,但其制造难度和成本较高,接收管采用热性能最好的直通式金属-玻璃套管,梯形腔式接收器+金属接收管的配置由于成本较低,也有较大的利用空间。针对上述问题,本文首先对线性菲涅尔反射器的研究利用现状进行了概述。对菲涅尔反射系统进行了光学建模,探讨了焦距和时间、季节变化对末端损失的影响,结果显示末端损失与焦距呈正比,冬季的末端损失远大于夏季；实例研究了反射镜的倾角、阴影和遮挡问题,并采用光学模...
【文章来源】：山东大学山东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：78 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
重要符号说明
第1章 绪论
1.1 课题研究背景和意义
1.2 课题研究现状及存在的问题
1.3 本文的主要研究内容
第2章 线性菲涅尔反射式集热器的光学研究
2.1 末端损失
2.2 跟踪倾角
2.3 相邻反射镜元的阴影与遮挡
2.4 光学模型的应用
2.4.1 末端损失的计算与分析
2.4.2 跟踪倾角/阴影与遮挡算例
2.5 本章小结
第3章 CPC和梯形腔的模拟研究
3.1 CPC集热性能分析
3.1.1 一维稳态传热模型
3.1.2 模型验证
3.1.3 模型应用
3.2 梯形腔式接收器的模拟优化
3.2.1 梯形腔传热数值模型
3.2.2 求解策略
3.2.3 模拟结果与分析
3.3 本章小结
第4章 1KW菲涅尔集热系统实验研究
4.1 1KW菲涅尔反射式集热系统简介
4.2 实验测试系统
4.2.1 实验目的
4.2.2 实验测试数据
4.2.3 测试仪器
4.3 测试结果与分析
4.3.1 能量效率和火用效率
4.3.2 系统运行实验
4.3.3 响应时间
4.3.4 流量变化对集热性能的影响
4.3.5 工质入口温度对集热性能的影响
4.4 本章小结
第5章 总结及展望
5.1 总结
5.2 展望
参考文献
致谢
攻读学位期间发表的学术论文目录
攻读学位期间参与的项目
学位论文评阅及答辩情况表
【参考文献】：
期刊论文
[1]菲涅耳太阳能聚光系统几何矢量分析[J]. 杜春旭,王普,马重芳,吴玉庭. 太阳能学报. 2011(10)
[2]菲涅耳太阳能聚光系统跟踪倾角的矢量算法[J]. 杜春旭,王普,马重芳,吴玉庭. 太阳能学报. 2011(06)
[3]太阳能线聚焦腔体结构吸收器热迁移因子理论分析[J]. 白涛,代彦军,王如竹. 太阳能学报. 2011(06)
[4]玻璃真空套管-金属管复合接收器集热性能研究[J]. 赖艳华,宋固,吕明新,董震. 工程热物理学报. 2011(05)
[5]线性菲涅耳聚光镜场辐射量计算方法[J]. 杜春旭,王普,吴玉庭,马重芳. 化工学报. 2011(S1)
[6]线聚光菲涅耳集热器的端部损失与补偿[J]. 浦绍选,夏朝凤. 农业工程学报. 2011(S1)
[7]线性菲涅耳聚光系统无遮挡镜场布置的光学几何方法[J]. 杜春旭,王普,马重芳,吴玉庭. 光学学报. 2010(11)
[8]线性菲涅耳太阳能聚光系统[J]. 杜春旭,王普,马重芳,吴玉庭,申少青. 能源研究与管理. 2010(03)
[9]太阳能中高温热发电反射式线性菲涅尔技术简介[J]. 熊勇刚,刘玉卫,陈洪晶,崔正军. 太阳能. 2010(06)
[10]一种高精度太阳位置算法[J]. 杜春旭,王普,马重芳,吴玉庭,申少青. 能源工程. 2010(02)
博士论文
[1]采用腔体吸收器的线聚焦太阳能集热器的理论及实验研究[D]. 翟辉.上海交通大学 2009
硕士论文
[1]太阳能线聚焦腔体吸收器热迁移因子分析及集热器应用研究[D]. 白涛.上海交通大学 2010
[2]槽式聚焦太阳能集热器及其应用研究[D]. 张丽英.上海交通大学 2008
本文编号：2910900
【文章来源】：山东大学山东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：78 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
重要符号说明
第1章 绪论
1.1 课题研究背景和意义
1.2 课题研究现状及存在的问题
1.3 本文的主要研究内容
第2章 线性菲涅尔反射式集热器的光学研究
2.1 末端损失
2.2 跟踪倾角
2.3 相邻反射镜元的阴影与遮挡
2.4 光学模型的应用
2.4.1 末端损失的计算与分析
2.4.2 跟踪倾角/阴影与遮挡算例
2.5 本章小结
第3章 CPC和梯形腔的模拟研究
3.1 CPC集热性能分析
3.1.1 一维稳态传热模型
3.1.2 模型验证
3.1.3 模型应用
3.2 梯形腔式接收器的模拟优化
3.2.1 梯形腔传热数值模型
3.2.2 求解策略
3.2.3 模拟结果与分析
3.3 本章小结
第4章 1KW菲涅尔集热系统实验研究
4.1 1KW菲涅尔反射式集热系统简介
4.2 实验测试系统
4.2.1 实验目的
4.2.2 实验测试数据
4.2.3 测试仪器
4.3 测试结果与分析
4.3.1 能量效率和火用效率
4.3.2 系统运行实验
4.3.3 响应时间
4.3.4 流量变化对集热性能的影响
4.3.5 工质入口温度对集热性能的影响
4.4 本章小结
第5章 总结及展望
5.1 总结
5.2 展望
参考文献
致谢
攻读学位期间发表的学术论文目录
攻读学位期间参与的项目
学位论文评阅及答辩情况表
【参考文献】：
期刊论文
[1]菲涅耳太阳能聚光系统几何矢量分析[J]. 杜春旭,王普,马重芳,吴玉庭. 太阳能学报. 2011(10)
[2]菲涅耳太阳能聚光系统跟踪倾角的矢量算法[J]. 杜春旭,王普,马重芳,吴玉庭. 太阳能学报. 2011(06)
[3]太阳能线聚焦腔体结构吸收器热迁移因子理论分析[J]. 白涛,代彦军,王如竹. 太阳能学报. 2011(06)
[4]玻璃真空套管-金属管复合接收器集热性能研究[J]. 赖艳华,宋固,吕明新,董震. 工程热物理学报. 2011(05)
[5]线性菲涅耳聚光镜场辐射量计算方法[J]. 杜春旭,王普,吴玉庭,马重芳. 化工学报. 2011(S1)
[6]线聚光菲涅耳集热器的端部损失与补偿[J]. 浦绍选,夏朝凤. 农业工程学报. 2011(S1)
[7]线性菲涅耳聚光系统无遮挡镜场布置的光学几何方法[J]. 杜春旭,王普,马重芳,吴玉庭. 光学学报. 2010(11)
[8]线性菲涅耳太阳能聚光系统[J]. 杜春旭,王普,马重芳,吴玉庭,申少青. 能源研究与管理. 2010(03)
[9]太阳能中高温热发电反射式线性菲涅尔技术简介[J]. 熊勇刚,刘玉卫,陈洪晶,崔正军. 太阳能. 2010(06)
[10]一种高精度太阳位置算法[J]. 杜春旭,王普,马重芳,吴玉庭,申少青. 能源工程. 2010(02)
博士论文
[1]采用腔体吸收器的线聚焦太阳能集热器的理论及实验研究[D]. 翟辉.上海交通大学 2009
硕士论文
[1]太阳能线聚焦腔体吸收器热迁移因子分析及集热器应用研究[D]. 白涛.上海交通大学 2010
[2]槽式聚焦太阳能集热器及其应用研究[D]. 张丽英.上海交通大学 2008
本文编号：2910900
本文链接：https://www.wllwen.com/projectlw/xnylw/2910900.html
