新型CPC真空管式太阳能集热器的模拟研究

发布时间：2021-07-09 02:42

　　文章通过分析我国能源利用的现状,不可再生能源消耗严重并且污染环境,此时开发和利用可再生清洁能源已是迫在眉睫。太阳能作为清洁能源中的一种,由于其具有广泛性、环保性和永久性等特点,有其利用的价值。我国太阳能资源丰富,具有利用太阳能的良好条件,在此基础上提出了本论文的研究课题。太阳能的热利用的关键技术是将太阳的辐射能转换为热能。由于太阳能比较分散,必须设法把它集中起来,太阳能集热器是一种特殊的热交换器,将分散的太阳辐射能转化为热能,并将其热能传递给工质,加热工质。本文建立起CPC太阳能集热器的数学模型,为研究CPC集热器的性能提供理论基础。CPC集热器系统比一般的换热器要复杂得多,包含三种换热方式：导热、对流和辐射换热。本文分别分节描写太阳辐射、集热器的热损失、集热器的能量平衡、集热器热效率和集热系统的流动阻力的数学模型。数学模型的建立方便我们研究影响集热器性能的因素,有助于集热器的设计。本文设计的新型复合抛物面真空管式太阳能集热器是将复合抛物面和真空管技术相结合,设计了一种新型的接收器结构作为创新点。接收器是由铜管和玻璃管组成,两管中间抽真空,铜管带翅片,选择性涂层涂在带翅片的铜管表面而不... 

【文章来源】：昆明理工大学云南省

【文章页数】：86 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 世界能源形势和前景预测
    1.2 中国太阳能资源区域划分
    1.3 太阳能的利用途径
    1.4 太阳能热发电技术
    1.5 太阳能集热器
        1.5.1 非聚光类太阳能集热器
            1.5.1.1 平板型型太阳能集热器
            1.5.1.2 真空热管太阳能集热器
        1.5.2 聚光类太阳能集热器
            1.5.2.1 点聚焦集热
            1.5.2.2 线聚焦集热
            1.5.2.3 低倍率聚焦
            1.5.2.4 菲涅尔透镜
    1.6 本论文主要研究的内容
第二章 太阳辐射模型
    2.1 太阳能资源
    2.2 太阳位置方程
        2.2.1 赤纬角
        2.2.2 时角
        2.2.3 太阳高度角
        2.2.4 太阳方位角
        2.2.5 日出、日没时角
    2.3 太阳辐射强度的计算
        2.3.1 太阳常数
        2.3.2 太阳辐射模型简介
            2.3.2.1 霍伊特模型
            2.3.2.2 区域辐射模型
    2.4 昆明市的太阳辐射计算
    2.5 本章小结
第三章 复合抛物面聚光器光学性能分析
    3.1 聚光分析
    3.2 CPC的型线设计分析
    3.3 集聚光反射损失分析
    3.4 光学效率
    3.5 本章小结
第四章 集热器的热性能分析
    4.1 复合抛物面集热器传热过程分析
    4.2 接收器的结构
    4.3 性能评价指标
        4.3.1 简化热模型
        4.3.2 效率因子
        4.3.3 肋片效率
        4.3.4 总热损失系数
        4.3.5 集热工质流动方向上的温度分布
        4.3.6 热迁移因子
        4.3.7 瞬时集热效率
    4.4 传热热阻计算
        4.4.1 对流换热
            4.4.1.1 风速损失
            4.4.1.2 腔体内的自然对流换热
            4.4.1.3 流道内的对流换热
        4.4.2 辐射换热
            4.4.2.1 盖板与环境间的辐射换热
            4.4.2.2 玻璃管与盖板之间辐射换热
            4.4.2.3 集热管与玻璃管之间的辐射换热
    4.5 本章小结
第五章 模型的建立
    5.1 聚光器模型的计算
    5.2 传热模型的计算
        5.2.1 光学效率的计算
        5.2.2 热损失系数的计算
        5.2.3 效率因子的计算
第六章 全文总结
    6.1 研究总结
    6.2 展望
参考文献
致谢
附录A
附录B



本文编号：3272846