在太陽能一次聚集器焦平面上布置反射式二次聚集器,形成太陽能兩級聚集器系統(tǒng),是提高太陽能高溫熱轉換效率,優(yōu)化吸熱腔內傳熱性能的重要方法。另一方面,常見的反射式二次聚集器三維CPC(Compound Parabolic Concentrator,三維復合拋物面聚集器),曲面復雜,難于達到曲面鏡反射技術精度。在相對粗糙的三維CPC殼體上粘貼梯形平面小鏡,以平代曲,構成陣列式三維CPC,是近似實現三維CPC的反射聚光效果的有效途徑。為此,本文采用數值模擬和實驗測量相結合的方法,對多棱臺和單個三維CPC(Compound Parabolic Concentrator,三維復合拋物面聚集器)、三維CPC簇等反射式二次聚集器的單級、兩級太陽光聚集傳輸特性進行研究分析。首先,通過交叉使用Pro E和Trace Pro軟件,結合3D打印技術,設計定制了接收半角分別為45和50度,圓周方向劃分塊數?高度方向劃分塊數分別為6?4、6?5、6?6和6?1(六棱臺)8種開口直徑150mm陣列式三維CPC模型。基于CCD相機結合朗伯板,結合圖像處理技術,實驗測量了單級陣列式三維CPC模型的焦平面熱流密度分布,通過...

【文章頁數】：81 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 太陽能聚集器的聚光特性研究現狀
        1.2.1 槽式太陽能聚集器的聚光特性研究現狀
        1.2.2 碟式太陽能聚集器的聚光特性研究現狀
        1.2.3 復合拋物面聚集器的太陽能聚光特性研究現狀
    1.3 本文的主要研究內容
第二章 太陽能光路聚集特性數值模擬和實驗測量
    2.1 太陽能光路聚集系統(tǒng)的性能參數和影響因素
        2.1.1 太陽能光路聚集系統(tǒng)的性能參數
            2.1.1.1 太陽能流分布的幾何聚光比
            2.1.1.2 太陽能流分布的能流聚光比
        2.1.2 太陽能光路聚集系統(tǒng)的影響因素
            2.1.2.1 太陽能入射光錐模型
            2.1.2.2 太陽能光路聚集系統(tǒng)面型誤差
            2.1.2.3 太陽能光路聚集系統(tǒng)跟蹤誤差
    2.2 太陽能光路聚集傳輸特性的蒙特卡羅射線蹤跡模擬
        2.2.1 太陽能光路聚集傳輸物理模型
        2.2.2 太陽能光路聚集傳輸數學描述
        2.2.3 太陽能光路聚集誤差模型
        2.2.4 太陽能光路聚集傳輸特性的軟件模擬步驟
        2.2.5 太陽能光路聚集傳輸特性的模型驗證
    2.3 太陽能光路聚集系統(tǒng)能流分布實驗測量
        2.3.1 太陽能光路聚集系統(tǒng)能流分布實驗過程
        2.3.2 太陽能聚集能流分布測量結果誤差分析
            2.3.2.1 模具制作導致的誤差
            2.3.2.2 鍍銀亞克力玻璃制作導致的誤差
            2.3.2.3 系統(tǒng)安裝導致的誤差
            2.3.2.4 朗伯板表面的非朗伯屬性導致的誤差
            2.3.2.5 CCD相機測量的儀器誤差
            2.3.2.6 太陽能光路聚集系統(tǒng)能流分布測量結果總誤差
        2.3.3 太陽能光路聚集系統(tǒng)能流分布實驗結果
    2.4 本章小結
第三章 單級多棱臺太陽能光路聚集傳輸特性研究
    3.1 多棱臺太陽能光路聚集方案設計
    3.2 多棱臺焦平面太陽能流分布特性研究
        3.2.1 四棱臺焦平面太陽能流分布特性研究
        3.2.2 六棱臺焦平面太陽能流分布特性研究
        3.2.3 八棱臺焦平面太陽能流分布特性研究
        3.2.4 多棱臺焦平面太陽能流分布特性對比研究
    3.3 本章小結
第四章 單級三維CPC聚集器太陽能傳輸特性研究
    4.1 單級三維CPC太陽能聚集傳輸特性研究
        4.1.1 三維CPC太陽能聚集方案設計
        4.1.2 三維CPC焦平面太陽能流分布特性研究
        4.1.3 三維CPC與多棱臺焦平面太陽能流分布特性對比研究
    4.2 單級陣列式三維CPC太陽能聚集傳輸特性研究
        4.2.1 陣列式三維CPC太陽能聚集方案設計
        4.2.2 陣列式三維CPC焦平面太陽能流分布特性研究(45°)
        4.2.3 陣列式三維CPC焦平面太陽能流分布特性研究(50°)
    4.3 單級三維CPC簇太陽能聚集傳輸特性研究
        4.3.1 三維CPC簇太陽能聚集方案設計
        4.3.2 三維CPC簇焦平面太陽能流分布特性研究(45°)
        4.3.3 三維CPC簇焦平面太陽能流分布特性研究(50°)
    4.4 本章小結
第五章 兩級聚集器聚集能流特性研究
    5.1 多棱臺與拋物面兩級聚集能流特性研究
        5.1.1 多棱臺與拋物面兩級聚集方案設計
        5.1.2 多棱臺與拋物面兩級聚集能流分布特性研究(45°)
            5.1.2.1 圓筒吸熱器側壁面能流分布特性研究
            5.1.2.2 圓筒吸熱器底面能流分布特性研究
        5.1.3 多棱臺與拋物面兩級聚集能流分布特性研究(50°)
            5.1.3.1 圓筒吸熱器側壁面能流分布特性研究
            5.1.3.2 圓筒吸熱器底面能流分布特性研究
    5.2 三維CPC與拋物面兩級聚集能流特性研究
        5.2.1 三維CPC與拋物面兩級聚集方案設計
        5.2.2 三維CPC與拋物面兩級聚集系統(tǒng)能流分布特性研究
            5.2.2.1 圓筒吸熱器側壁面能流分布特性研究
            5.2.2.2 圓筒吸熱器底面能流分布特性研究
    5.3 三維CPC簇與拋物面兩級聚集能流特性研究
        5.3.1 三維CPC簇與拋物面兩級聚集方案設計
        5.3.2 三維CPC簇與拋物面兩級聚集系統(tǒng)能流分布特性研究
            5.3.2.1 圓筒吸熱器側壁面能流分布特性研究
            5.3.2.2 圓筒吸熱器底面能流分布特性研究
    5.4 本章小結
結論
參考文獻
附錄 A 實驗結果
附錄 B 自編程軟件程序
    B.1圓筒吸熱器底面自編程軟件程序
    B.2圓筒吸熱器側壁面自編程軟件程序
致謝
個人簡歷
在學期間的研究成果及發(fā)表的學術論文



本文編號：3996212