菲涅爾二次反射塔式腔體太陽能集熱器集熱性能研究.pdf

1、本文提出一種新型的菲涅爾二次反射塔式太陽能集熱器，對其集熱機(jī)理進(jìn)行了研究。主要研究內(nèi)容如下：
　　1.菲涅爾二次反射塔式太陽能集熱器集熱器機(jī)理研究。給出菲涅爾定日鏡、二次反射鏡以及腔體吸收器的設(shè)計方法，并引入蒙特卡羅光線追跡法分析菲涅爾二次反射塔式集熱器的光學(xué)性能，求得吸收面上的光斑能流密度分布，以此作為吸收器數(shù)值計算時的熱流邊界條件，研究吸收器集熱性能。
　　2.菲涅爾二次反射式太陽能集熱系統(tǒng)的光學(xué)特性研究。跟蹤過程中，旋

2、轉(zhuǎn)角角差最大差值為4.574°，俯仰角角差最大差值為0.0425°，前者是后者100多倍，因此分析過程中僅考慮旋轉(zhuǎn)角角差對光學(xué)性能的影響；對于同一組定日鏡而言，夏季的陰影和遮擋效率比冬季高10％，說明太陽高度角越高，陰影和遮擋損失越少；定日鏡H1在上海地區(qū)的年均效率為53.5%高于H2的45.6%和H3的37.9%，說明南向的定日鏡具有更高的光學(xué)效率。
　　3.線菲二次反射塔式集熱器熱學(xué)特性研究。當(dāng)采用水作為傳熱工質(zhì)時，最佳流量為

3、0.25L/s；采用導(dǎo)熱油作為傳熱工質(zhì)時，最佳流量為0.35L/s。在相同集熱器進(jìn)口溫度下，采用水作為傳熱工質(zhì)，比導(dǎo)熱油具有更好的集熱性能；對于圓錐形腔體吸收器，輻射損失是主要的熱損來源，當(dāng)集熱溫度為200℃以上時，輻射損失占總損失80%以上；經(jīng)優(yōu)化分析，圓錐角取100°左右時，本系統(tǒng)總熱損失最??；當(dāng)采用保溫墻取代 CPC聚光器，雖然損失一部分光學(xué)效率，但是輻射背景的改善大大減小了輻射損失。當(dāng)保溫墻相對高度取n=3，集熱溫度100℃時，