CPC簇两级聚集器太阳光路传输特性研究
发布时间：2024-06-28 01:03
在太阳能一次聚集器焦平面上布置反射式二次聚集器,形成太阳能两级聚集器系统,是提高太阳能高温热转换效率,优化吸热腔内传热性能的重要方法。另一方面,常见的反射式二次聚集器三维CPC(Compound Parabolic Concentrator,三维复合抛物面聚集器),曲面复杂,难于达到曲面镜反射技术精度。在相对粗糙的三维CPC壳体上粘贴梯形平面小镜,以平代曲,构成阵列式三维CPC,是近似实现三维CPC的反射聚光效果的有效途径。为此,本文采用数值模拟和实验测量相结合的方法,对多棱台和单个三维CPC(Compound Parabolic Concentrator,三维复合抛物面聚集器)、三维CPC簇等反射式二次聚集器的单级、两级太阳光聚集传输特性进行研究分析。首先,通过交叉使用Pro E和Trace Pro软件,结合3D打印技术,设计定制了接收半角分别为45和50度,圆周方向划分块数?高度方向划分块数分别为6?4、6?5、6?6和6?1(六棱台)8种开口直径150mm阵列式三维CPC模型。基于CCD相机结合朗伯板,结合图像处理技术,实验测量了单级阵列式三维CPC模型的焦平面热流密度分布,通过...
【文章页数】：81 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 太阳能聚集器的聚光特性研究现状
1.2.1 槽式太阳能聚集器的聚光特性研究现状
1.2.2 碟式太阳能聚集器的聚光特性研究现状
1.2.3 复合抛物面聚集器的太阳能聚光特性研究现状
1.3 本文的主要研究内容
第二章 太阳能光路聚集特性数值模拟和实验测量
2.1 太阳能光路聚集系统的性能参数和影响因素
2.1.1 太阳能光路聚集系统的性能参数
2.1.1.1 太阳能流分布的几何聚光比
2.1.1.2 太阳能流分布的能流聚光比
2.1.2 太阳能光路聚集系统的影响因素
2.1.2.1 太阳能入射光锥模型
2.1.2.2 太阳能光路聚集系统面型误差
2.1.2.3 太阳能光路聚集系统跟踪误差
2.2 太阳能光路聚集传输特性的蒙特卡罗射线踪迹模拟
2.2.1 太阳能光路聚集传输物理模型
2.2.2 太阳能光路聚集传输数学描述
2.2.3 太阳能光路聚集误差模型
2.2.4 太阳能光路聚集传输特性的软件模拟步骤
2.2.5 太阳能光路聚集传输特性的模型验证
2.3 太阳能光路聚集系统能流分布实验测量
2.3.1 太阳能光路聚集系统能流分布实验过程
2.3.2 太阳能聚集能流分布测量结果误差分析
2.3.2.1 模具制作导致的误差
2.3.2.2 镀银亚克力玻璃制作导致的误差
2.3.2.3 系统安装导致的误差
2.3.2.4 朗伯板表面的非朗伯属性导致的误差
2.3.2.5 CCD相机测量的仪器误差
2.3.2.6 太阳能光路聚集系统能流分布测量结果总误差
2.3.3 太阳能光路聚集系统能流分布实验结果
2.4 本章小结
第三章 单级多棱台太阳能光路聚集传输特性研究
3.1 多棱台太阳能光路聚集方案设计
3.2 多棱台焦平面太阳能流分布特性研究
3.2.1 四棱台焦平面太阳能流分布特性研究
3.2.2 六棱台焦平面太阳能流分布特性研究
3.2.3 八棱台焦平面太阳能流分布特性研究
3.2.4 多棱台焦平面太阳能流分布特性对比研究
3.3 本章小结
第四章 单级三维CPC聚集器太阳能传输特性研究
4.1 单级三维CPC太阳能聚集传输特性研究
4.1.1 三维CPC太阳能聚集方案设计
4.1.2 三维CPC焦平面太阳能流分布特性研究
4.1.3 三维CPC与多棱台焦平面太阳能流分布特性对比研究
4.2 单级阵列式三维CPC太阳能聚集传输特性研究
4.2.1 阵列式三维CPC太阳能聚集方案设计
4.2.2 阵列式三维CPC焦平面太阳能流分布特性研究(45°)
4.2.3 阵列式三维CPC焦平面太阳能流分布特性研究(50°)
4.3 单级三维CPC簇太阳能聚集传输特性研究
4.3.1 三维CPC簇太阳能聚集方案设计
4.3.2 三维CPC簇焦平面太阳能流分布特性研究(45°)
4.3.3 三维CPC簇焦平面太阳能流分布特性研究(50°)
4.4 本章小结
第五章 两级聚集器聚集能流特性研究
5.1 多棱台与抛物面两级聚集能流特性研究
5.1.1 多棱台与抛物面两级聚集方案设计
5.1.2 多棱台与抛物面两级聚集能流分布特性研究(45°)
5.1.2.1 圆筒吸热器侧壁面能流分布特性研究
5.1.2.2 圆筒吸热器底面能流分布特性研究
5.1.3 多棱台与抛物面两级聚集能流分布特性研究(50°)
5.1.3.1 圆筒吸热器侧壁面能流分布特性研究
5.1.3.2 圆筒吸热器底面能流分布特性研究
5.2 三维CPC与抛物面两级聚集能流特性研究
5.2.1 三维CPC与抛物面两级聚集方案设计
5.2.2 三维CPC与抛物面两级聚集系统能流分布特性研究
5.2.2.1 圆筒吸热器侧壁面能流分布特性研究
5.2.2.2 圆筒吸热器底面能流分布特性研究
5.3 三维CPC簇与抛物面两级聚集能流特性研究
5.3.1 三维CPC簇与抛物面两级聚集方案设计
5.3.2 三维CPC簇与抛物面两级聚集系统能流分布特性研究
5.3.2.1 圆筒吸热器侧壁面能流分布特性研究
5.3.2.2 圆筒吸热器底面能流分布特性研究
5.4 本章小结
结论
参考文献
附录 A 实验结果
附录 B 自编程软件程序
B.1圆筒吸热器底面自编程软件程序
B.2圆筒吸热器侧壁面自编程软件程序
致谢
个人简历
在学期间的研究成果及发表的学术论文
本文编号：3996212
【文章页数】：81 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 太阳能聚集器的聚光特性研究现状
1.2.1 槽式太阳能聚集器的聚光特性研究现状
1.2.2 碟式太阳能聚集器的聚光特性研究现状
1.2.3 复合抛物面聚集器的太阳能聚光特性研究现状
1.3 本文的主要研究内容
第二章 太阳能光路聚集特性数值模拟和实验测量
2.1 太阳能光路聚集系统的性能参数和影响因素
2.1.1 太阳能光路聚集系统的性能参数
2.1.1.1 太阳能流分布的几何聚光比
2.1.1.2 太阳能流分布的能流聚光比
2.1.2 太阳能光路聚集系统的影响因素
2.1.2.1 太阳能入射光锥模型
2.1.2.2 太阳能光路聚集系统面型误差
2.1.2.3 太阳能光路聚集系统跟踪误差
2.2 太阳能光路聚集传输特性的蒙特卡罗射线踪迹模拟
2.2.1 太阳能光路聚集传输物理模型
2.2.2 太阳能光路聚集传输数学描述
2.2.3 太阳能光路聚集误差模型
2.2.4 太阳能光路聚集传输特性的软件模拟步骤
2.2.5 太阳能光路聚集传输特性的模型验证
2.3 太阳能光路聚集系统能流分布实验测量
2.3.1 太阳能光路聚集系统能流分布实验过程
2.3.2 太阳能聚集能流分布测量结果误差分析
2.3.2.1 模具制作导致的误差
2.3.2.2 镀银亚克力玻璃制作导致的误差
2.3.2.3 系统安装导致的误差
2.3.2.4 朗伯板表面的非朗伯属性导致的误差
2.3.2.5 CCD相机测量的仪器误差
2.3.2.6 太阳能光路聚集系统能流分布测量结果总误差
2.3.3 太阳能光路聚集系统能流分布实验结果
2.4 本章小结
第三章 单级多棱台太阳能光路聚集传输特性研究
3.1 多棱台太阳能光路聚集方案设计
3.2 多棱台焦平面太阳能流分布特性研究
3.2.1 四棱台焦平面太阳能流分布特性研究
3.2.2 六棱台焦平面太阳能流分布特性研究
3.2.3 八棱台焦平面太阳能流分布特性研究
3.2.4 多棱台焦平面太阳能流分布特性对比研究
3.3 本章小结
第四章 单级三维CPC聚集器太阳能传输特性研究
4.1 单级三维CPC太阳能聚集传输特性研究
4.1.1 三维CPC太阳能聚集方案设计
4.1.2 三维CPC焦平面太阳能流分布特性研究
4.1.3 三维CPC与多棱台焦平面太阳能流分布特性对比研究
4.2 单级阵列式三维CPC太阳能聚集传输特性研究
4.2.1 阵列式三维CPC太阳能聚集方案设计
4.2.2 阵列式三维CPC焦平面太阳能流分布特性研究(45°)
4.2.3 阵列式三维CPC焦平面太阳能流分布特性研究(50°)
4.3 单级三维CPC簇太阳能聚集传输特性研究
4.3.1 三维CPC簇太阳能聚集方案设计
4.3.2 三维CPC簇焦平面太阳能流分布特性研究(45°)
4.3.3 三维CPC簇焦平面太阳能流分布特性研究(50°)
4.4 本章小结
第五章 两级聚集器聚集能流特性研究
5.1 多棱台与抛物面两级聚集能流特性研究
5.1.1 多棱台与抛物面两级聚集方案设计
5.1.2 多棱台与抛物面两级聚集能流分布特性研究(45°)
5.1.2.1 圆筒吸热器侧壁面能流分布特性研究
5.1.2.2 圆筒吸热器底面能流分布特性研究
5.1.3 多棱台与抛物面两级聚集能流分布特性研究(50°)
5.1.3.1 圆筒吸热器侧壁面能流分布特性研究
5.1.3.2 圆筒吸热器底面能流分布特性研究
5.2 三维CPC与抛物面两级聚集能流特性研究
5.2.1 三维CPC与抛物面两级聚集方案设计
5.2.2 三维CPC与抛物面两级聚集系统能流分布特性研究
5.2.2.1 圆筒吸热器侧壁面能流分布特性研究
5.2.2.2 圆筒吸热器底面能流分布特性研究
5.3 三维CPC簇与抛物面两级聚集能流特性研究
5.3.1 三维CPC簇与抛物面两级聚集方案设计
5.3.2 三维CPC簇与抛物面两级聚集系统能流分布特性研究
5.3.2.1 圆筒吸热器侧壁面能流分布特性研究
5.3.2.2 圆筒吸热器底面能流分布特性研究
5.4 本章小结
结论
参考文献
附录 A 实验结果
附录 B 自编程软件程序
B.1圆筒吸热器底面自编程软件程序
B.2圆筒吸热器侧壁面自编程软件程序
致谢
个人简历
在学期间的研究成果及发表的学术论文
本文编号：3996212
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