新型復合拋物面內聚光熱管式真空集熱管的性能研究.pdf

1、太陽能中溫熱利用具有廣闊的發(fā)展前景，利用復合拋物面聚光器(CPC)的集熱器可以在無跟蹤系統(tǒng)的情況下實現中溫集熱，成為了各國開發(fā)和研究的熱點。本文是在對CPC曲線進行一定分析的基礎上，設計了CPC內聚光熱管式真空集熱管。針對所設計的集熱管進行了光學性能分析、熱學性能分析和實驗研究。本文的主要研究內容和結論如下:
　　 1)建立了晴天太陽輻射強度的計算模型。計算分析不同接受面上可以接收的直射和散射輻射強度。不同接受面上的的散射輻射強

2、度在一天中是在100W/m2上下浮動。
　　 2)針對在CPC曲線進行研究的基礎上設計了集熱管。在建立直射光分解模型的基礎上借助光學分析軟件模擬了集熱管在不同徑向入射角和軸向入射角下的光學效率，并分析研究了在不同軸向入射角下接受體上的能流密度分布。模擬得出散射光的光學效率為0.46637。
　　 3)本文從熱力學第一、二定律出發(fā)建立了集熱管的熱力學理論模型。建立集熱管的能量平衡模型和能量的品質模型，對集熱管的穩(wěn)態(tài)傳熱進行

3、了分析研究。借助模型通過MATLAB的optimization工具箱計算了集熱管的進出口溫差、熱效率、總熱損系數和(炯)效率，進而尋求主要的影響因素。得出的結論為:太陽輻射強度是集熱管熱性能的主要影響因素;室外的平均風速對集熱管的熱性能幾乎沒有影響;流體進口溫度和流量也是影響集熱管熱性能參數的重要因素。
　　 4)搭建集熱管室外動態(tài)熱性能的實驗臺，通過實驗研究集熱管的性能。室外悶曬實驗的結論:測試時間內最高水溫為91.5℃，水溫