多碟聚集器聚集太阳能热流分布特性研究

基于坐标转换,建立了多碟式太阳能聚集器的光路传输物理模型。采用蒙特卡洛射线踪迹法(MCRTM)对其太阳能聚集特性进行模拟分析。考虑了表面光学误差、跟踪误差以及结构尺寸等因素对吸热器太阳能热流分布的影响。计算结果表明,该多碟聚集器的有效聚光面积为11.317m2,焦平面中心区域的最大聚光比接近7000,吸热器尺寸对其热流分布有重要影响。所得结论有助于认识多碟聚集器的太阳能聚集性能。

太阳能腔式吸热器光热转换特性及其在油田上的应用

以油田规模化利用太阳能为背景,建立基于蒙特卡洛射线踪迹法的腔式吸热器光热转换物理模型和数学模型,通过数值模拟计算腔式吸热器的热流密度分布特性,设计一种新型太阳能腔式吸热器,结合油田应用对太阳能腔式吸热器出口水温进行计算.结果表明,新型太阳能腔式吸热器的热流密度分布基本呈正态分布,在太阳辐射强度为1 100W/m2,最大辐射热流为0.22MW/m2时,系统实际聚光比为200,吸热器出口水温为50.2℃,能够满足油田应用需求.

多功能太阳炉光路聚集传输设计与实验测量

设计制造一种由抛物面聚集器、百叶窗和反射板组成的成本低、功率可调节多功能太阳炉装置。通过建立太阳炉光束聚集传输模型,对太阳炉的光热转换性能进行了理论分析和朗伯靶红外温度成像实验测量。结果表明该多功能太阳具有良好的太阳能聚集与调节特性,太阳光斑能流密度值随百叶窗叶片张角正弦变化。实验表明朗伯靶上太阳光斑中心处热平衡温度达到140℃,光斑轮廊形状稳定。结论对太阳炉系统的研究发展提供重要参考依据。

石英窗口太阳能吸热腔热转换特性研究

建立了具有石英窗口的太阳能高温吸热器的能量传递与转换模型，采用谱带辐射传递因子描述太阳光与热辐射能束的传输特性。结合谱带模型，通过蒙特卡洛射线踪迹法模拟，得到谱带辐射传递因子。在此基础上，分析了太阳能高温吸热器的热转换特性，考察了石英窗口的光学性能参数与吸热芯温度分布对太阳能高温热转换的影响，获得了对太阳能高温吸热腔设计有参考价值的结果。

容积式吸热器内聚集太阳能的传输特性研究

将泡沫孔筋等效成粒子系,建立了抛物面聚光器与容积式吸热器数理模型。基于Mie理论计算泡沫材料的散射特性,采用蒙特卡洛射线踪迹法模拟聚集太阳光在泡沫材料内的传输衰减特性。通过计算,获得了吸热器体积内的太阳能流吸收分布。结果表明:吸收太阳能流集中在吸热器底部,随着孔隙率和孔隙直径增加,吸热器内的太阳能吸收分布均匀性更好。研究结论为容积式太阳能吸热器结构设计与性能分析提供了参考。

含片状金属粒子复合涂层辐射特性研究

含金属片状粒子复合涂层的涂料通常是由粘结剂(树脂类材料)、金属颗粒和其他功能助剂组成,广泛的应用于能源、建筑、航空航天和军事等诸多领域。将复合涂料涂覆于目标物体表面所形成的涂层,可实现光谱选择性调控的功能。目前的理论计算模型,主要是基于几何光学理论、经典K-M理论以及有效介质理论,大部分工作集中在含球形颗粒涂层的研究.本文将基于几何光学理论,使用蒙特卡洛射线追踪(MCRT)模型,研究片状平行随机分布铝颗粒及丙烯酸树脂复合涂层的光谱辐射特性,分析了粒子的体积分数、粒子尺寸参数对涂层光谱发射率的影响。