太阳能线聚焦腔体吸收器热迁移因子分析及集热器应用研究

【摘要】： 线聚焦太阳能集热器作为中温集热器的一种,能够获得较高的集热温度,可广泛用于发电、制冷空调、采暖、海水淡化等生产和生活领域。本文提出一种用于太阳能线聚焦集热器腔体式吸收器结构,突破了传统的玻璃-金属真空管封接结构形式限制,通过辐射腔体换热原理抑制吸收器辐射和对流损失,实现了低成本、高可靠性。 论文对可用于4种腔体式吸收器做了较详细的分析,这四种腔体结构分别为:三角形,正方形,圆形和半圆形。推导出了四种结构的热迁移因子、效率因子和时间常数等表达式,搭建了槽式太阳能集热器系统,进行了试验测试和验证。利用试验和理论计算从热性能上对其进行了比较,并对利用三角形腔体吸收器的槽式太阳能集热器系统建立了数学模型,利用试验结果和数学模型对其进行了优化。最后建立了一种采用腔体吸收器的槽式聚焦型太阳能集热器的集热、蓄热与制冷系统,分析了系统各个部件对太阳能转换效率的影响。研究表明,采用腔体吸收器的太阳能槽式集热器典型条件下,集热温度150℃条件下,集热效率可达46%,采用显热蓄热方法,可实现蓄热率81.2%。 【关键词】：腔体吸收器 热性能 热迁移因子 效率因子 吸附制冷
【学位授予单位】：上海交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2010
【分类号】：TK513.5
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-8
• 目录8-10
• 符号说明10-11
• 第一章 绪论11-18
• 1.1 研究背景11-12
• 1.2 研究的现状及存在的问题12-16
• 1.3 本文主要内容16-18
• 第二章 采用腔体吸收器的槽式太阳能集热器18-37
• 2.1 槽式集热器系统相关理论与设计18-26
• 2.1.1 聚光器的设计18-20
• 2.1.2 长短焦距20-21
• 2.1.3 末端损失21-22
• 2.1.4 槽式集热器效率影响因素22-23
• 2.1.5 腔体吸收器23-24
• 2.1.6 跟踪方式24-26
• 2.2 性能评价指标与效率因子26-31
• 2.2.1 热损失系数UL26-28
• 2.2.2 效率因子28-29
• 2.2.3 热迁移因子29-30
• 2.2.4 时间常数30-31
• 2.3 四种腔体式吸收器的比较与优化31-36
• 2.3.1 热学性能比较31-33
• 2.3.2 优化分析33-35
• 2.3.3 优化处理35-36
• 2.4 小结36-37
• 第三章 槽式集热器的试验测试与分析37-52
• 3.1 槽式太阳能集热器实验装置37-43
• 3.1.1 集热器支撑结构37-39
• 3.1.2 吸收器和反射镜39-40
• 3.1.3 控制系统40-43
• 3.2 试验测试方案与仪器43-44
• 3.3 系统性能因子测试与讨论44-49
• 3.3.1 总热损系数44-45
• 3.3.2 时间常数45-46
• 3.3.3 集热效率46-48
• 3.3.4 热迁移因子和效率因子48-49
• 3.4 系统运行测试49-51
• 3.5 小结51-52
• 第四章 槽式太阳能集热器系统分析及应用52-67
• 4.1 系统热性能分析52-56
• 4.1.1 系统数学模型建立52-54
• 4.1.2 模型的求解54-55
• 4.1.3 集热器热性能仿真55-56
• 4.2 利用槽式集热器的中温热利用系统56-65
• 4.2.1 总系统构成56-57
• 4.2.2 部件设计57-60
• 4.2.3 系统试验测试60-64
• 4.2.4 应用前景展望64-65
• 4.3 小结65-67
• 第五章 结论与展望67-69
• 5.1 总结67
• 5.2 工作展望67-69
• 参考文献69-72
• 致谢72-73
• 攻读学位期间发表的学术论文目录73-76

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