非均匀能流分布下高寒地区槽式聚光集热器特性研究
发布时间：2021-10-09 13:35
高寒地区纬度高、环境温度低、降雨量小和风沙大,导致抛物槽聚光镜面积尘和集热器末端损失严重,从而影响集热器聚光集热特性。本文基于高寒地区气候特点,以镜面积尘和集热器末端损失为切入点,对集热器聚光集热特性进行理论计算和模拟分析;搭建集热器焦面能流密度分布测量装置,并进行相关实验研究。主要研究工作包括以下几个方面:（1）基于抛物槽几何结构特性,应用降维计算方法,模拟分析了太阳入射角、吸收器轴线沿X、Y轴偏差距离及系统跟踪偏差对吸热管壁面能流密度分布的影响。结果表明,不同所对应的吸热管壁面能流密度分布及其峰值大小均不同;壁面能流密度峰值随吸收器轴线沿X轴偏差的增大而增大;随吸收器轴线沿Y轴正/负向偏差的增大,吸热管壁面能流密度分布不同;随系统跟踪偏差的增大,截断因子逐渐降低,当系统跟踪偏差大于10 mrad时,壁面能流密度分布趋势呈现错位形态分布。（2）研究分析了镜面积尘对集热器聚光集热特性的影响。根据灰尘颗粒重叠模型,结合抛物槽聚光镜的几何结构,推导出考虑倾斜角的入射角模型。在此基础上,实验测得镜面相对反射率随倾斜角的变化值,并拟合出指示函数,得到反射率的降低值随倾斜角的变化规律。通过在聚光...
【文章来源】：内蒙古工业大学内蒙古自治区
【文章页数】：89 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
太阳光锥角示意图
光器采光口面积为 与吸收器壁面面积 的比值为 加工过程中不可避免地存在光学误差，造成入射太阳光面上，因而产生集热器光学散射损失。定义光学散射损聚光比 的比值[27]，即有： 学特性，吸热管壁面能流密度分布不均。太阳像剖面态分布，如图 2-2 所示[28]。图 2-2 中分布曲线下的总面能，可由太阳直射辐照度 、聚光镜反射比 、吸收器光口面积 及聚光器倾斜面和水平面上太阳直射辐照槽式太阳能聚光集热系统中吸收器的尺寸所占据该正图中阴影面积可表述为吸收器所接收太阳辐射能。
第二章 槽式太阳能集热器光热转换理论及技术基础ie 等[30]建立的太阳模型，并在 Jeter 等[31,32]推导相关公式的基础上，充分利用抛光器柱面对称性，建立计算 PTC 焦面能流密度分布的模型。图 2-3 为几何坐标系下抛物槽聚光集热器和计算模型。为便于分析降维计算方如图 2-3a 所示三维几何坐标系下抛物槽式集热器。定义聚光镜面和吸收器长度镜面完美，有吸收器中金属吸热管轴线 与 Z 轴平行，则吸收器外壁面任意流密度值与该点对应的 Z 轴坐标值无关。利用 SolTrace 软件模拟和理论计算均述结论，该结论可等价表述为吸热管外壁面任意一点的能流密度值仅与 X、Y 有关；吸热管壁面上沿轴向上能流密度分布均匀。a） （b）
【参考文献】：
期刊论文
[1]槽式集热器聚光过程误差因素耦合研究[J]. 王志,赵力,赵晴,卢培,邓帅. 工程热物理学报. 2017(10)
[2]积尘对槽式太阳能聚光器焦面能流密度分布的影响及聚光优化[J]. 闫素英,常征,王峰,田瑞. 光学学报. 2017(07)
[3]抛物面槽式太阳能SolTrace模拟与实验分析[J]. 刘闪威,吴玉庭,张业强,杜春旭,马重芳. 太阳能学报. 2016(12)
[4]抛物槽式集热器太阳入射角的计算[J]. 张宏丽,王存旭,王树群,孙笑雨. 太阳能学报. 2016(01)
[5]灰尘沉积影响光伏发电的理论和试验研究[J]. 臧建彬,王亚伟,王晓东. 太阳能学报. 2014(04)
[6]槽式太阳能聚光器结构特性研究[J]. 刘英玉,肖洪,朱天宇. 机械制造与自动化. 2013(01)
[7]太阳能槽式系统反射镜玻璃厚度对聚光特性的影响[J]. 陈飞,李明,季旭,罗熙,王六玲. 光学学报. 2012(12)
[8]抛物槽式光伏聚光器光学特性分析及优化方法研究[J]. 杨谋存,唐绍华,凌祥. 太阳能学报. 2012(11)
[9]槽型抛物面太阳能热发电系统在国内典型地区的仿真分析与对比研究[J]. 曲航,赵军,邵周亭. 华北电力大学学报(自然科学版). 2010(01)
[10]基于CCD的聚焦光斑能流密度分布测量系统的研制[J]. 戴景民,刘颖,于天河. 光电子.激光. 2008(11)
博士论文
[1]槽式聚光太阳能系统光热能量转换利用理论与实验研究[D]. 许成木.云南师范大学 2014
[2]反射聚光利用太阳能的基础理论与实验研究[D]. 江守利.中国科学技术大学 2009
[3]太阳能聚光器聚焦光斑能流密度分布的理论与实验研究[D]. 刘颖.哈尔滨工业大学 2008
[4]太阳能高倍聚光能量传输利用理论及试验研究[D]. 韩延民.上海交通大学 2007
硕士论文
[1]槽式太阳能集热器热性能研究[D]. 韩露.华北电力大学(北京) 2017
[2]一种槽式太阳能聚光集热器的热性能实验研究[D]. 仇秋玲.东南大学 2016
[3]塔式太阳能热发电系统聚焦光斑能流密度测量方法研究[D]. 魏素.中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所) 2015
[4]北方地区营区建筑聚光型太阳能供暖系统的应用研究[D]. 王兆同.哈尔滨工业大学 2015
[5]光伏面板积尘特性及高效除尘方法研究[D]. 马小龙.浙江工业大学 2015
[6]槽式太阳能集热器聚焦能流密度分布研究[D]. 靳周.华北电力大学 2015
[7]太阳辐射监测仪的太阳辐照数据预处理[D]. 张佳琦.吉林大学 2011
[8]积灰对光伏发电工程的影响研究[D]. 居发礼.重庆大学 2010
[9]全玻璃太阳能真空集热管流场和温度场的研究[D]. 雷进波.浙江大学 2004
本文编号：3426487
【文章来源】：内蒙古工业大学内蒙古自治区
【文章页数】：89 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
太阳光锥角示意图
光器采光口面积为 与吸收器壁面面积 的比值为 加工过程中不可避免地存在光学误差，造成入射太阳光面上，因而产生集热器光学散射损失。定义光学散射损聚光比 的比值[27]，即有： 学特性，吸热管壁面能流密度分布不均。太阳像剖面态分布，如图 2-2 所示[28]。图 2-2 中分布曲线下的总面能，可由太阳直射辐照度 、聚光镜反射比 、吸收器光口面积 及聚光器倾斜面和水平面上太阳直射辐照槽式太阳能聚光集热系统中吸收器的尺寸所占据该正图中阴影面积可表述为吸收器所接收太阳辐射能。
第二章 槽式太阳能集热器光热转换理论及技术基础ie 等[30]建立的太阳模型，并在 Jeter 等[31,32]推导相关公式的基础上，充分利用抛光器柱面对称性，建立计算 PTC 焦面能流密度分布的模型。图 2-3 为几何坐标系下抛物槽聚光集热器和计算模型。为便于分析降维计算方如图 2-3a 所示三维几何坐标系下抛物槽式集热器。定义聚光镜面和吸收器长度镜面完美，有吸收器中金属吸热管轴线 与 Z 轴平行，则吸收器外壁面任意流密度值与该点对应的 Z 轴坐标值无关。利用 SolTrace 软件模拟和理论计算均述结论，该结论可等价表述为吸热管外壁面任意一点的能流密度值仅与 X、Y 有关；吸热管壁面上沿轴向上能流密度分布均匀。a） （b）
【参考文献】：
期刊论文
[1]槽式集热器聚光过程误差因素耦合研究[J]. 王志,赵力,赵晴,卢培,邓帅. 工程热物理学报. 2017(10)
[2]积尘对槽式太阳能聚光器焦面能流密度分布的影响及聚光优化[J]. 闫素英,常征,王峰,田瑞. 光学学报. 2017(07)
[3]抛物面槽式太阳能SolTrace模拟与实验分析[J]. 刘闪威,吴玉庭,张业强,杜春旭,马重芳. 太阳能学报. 2016(12)
[4]抛物槽式集热器太阳入射角的计算[J]. 张宏丽,王存旭,王树群,孙笑雨. 太阳能学报. 2016(01)
[5]灰尘沉积影响光伏发电的理论和试验研究[J]. 臧建彬,王亚伟,王晓东. 太阳能学报. 2014(04)
[6]槽式太阳能聚光器结构特性研究[J]. 刘英玉,肖洪,朱天宇. 机械制造与自动化. 2013(01)
[7]太阳能槽式系统反射镜玻璃厚度对聚光特性的影响[J]. 陈飞,李明,季旭,罗熙,王六玲. 光学学报. 2012(12)
[8]抛物槽式光伏聚光器光学特性分析及优化方法研究[J]. 杨谋存,唐绍华,凌祥. 太阳能学报. 2012(11)
[9]槽型抛物面太阳能热发电系统在国内典型地区的仿真分析与对比研究[J]. 曲航,赵军,邵周亭. 华北电力大学学报(自然科学版). 2010(01)
[10]基于CCD的聚焦光斑能流密度分布测量系统的研制[J]. 戴景民,刘颖,于天河. 光电子.激光. 2008(11)
博士论文
[1]槽式聚光太阳能系统光热能量转换利用理论与实验研究[D]. 许成木.云南师范大学 2014
[2]反射聚光利用太阳能的基础理论与实验研究[D]. 江守利.中国科学技术大学 2009
[3]太阳能聚光器聚焦光斑能流密度分布的理论与实验研究[D]. 刘颖.哈尔滨工业大学 2008
[4]太阳能高倍聚光能量传输利用理论及试验研究[D]. 韩延民.上海交通大学 2007
硕士论文
[1]槽式太阳能集热器热性能研究[D]. 韩露.华北电力大学(北京) 2017
[2]一种槽式太阳能聚光集热器的热性能实验研究[D]. 仇秋玲.东南大学 2016
[3]塔式太阳能热发电系统聚焦光斑能流密度测量方法研究[D]. 魏素.中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所) 2015
[4]北方地区营区建筑聚光型太阳能供暖系统的应用研究[D]. 王兆同.哈尔滨工业大学 2015
[5]光伏面板积尘特性及高效除尘方法研究[D]. 马小龙.浙江工业大学 2015
[6]槽式太阳能集热器聚焦能流密度分布研究[D]. 靳周.华北电力大学 2015
[7]太阳辐射监测仪的太阳辐照数据预处理[D]. 张佳琦.吉林大学 2011
[8]积灰对光伏发电工程的影响研究[D]. 居发礼.重庆大学 2010
[9]全玻璃太阳能真空集热管流场和温度场的研究[D]. 雷进波.浙江大学 2004
本文编号：3426487
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