博士論文答辯參考課件

1、內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)博士學(xué)位論文答辯碟式太陽(yáng)能聚光集熱系統(tǒng)機(jī)理及實(shí)驗(yàn)研究研 究 生：學(xué)科名稱：指導(dǎo)教師：12-10月-22內(nèi)容提要1、課題背景與意義2、鎧裝熱電偶傳熱模型及驗(yàn)證3、聚焦平面能流密度測(cè)量與分析4、接收器熱性能分析與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)5、碟式聚光集熱系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)研究6、結(jié)論與展望2、鎧裝熱電偶傳熱模型及驗(yàn)證1、課題背景及意義13、聚焦平面能流密度測(cè)量與分析4、接收器熱性能分析與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)5、碟式聚光集熱系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)研究6、結(jié)論與展望1111選題意義研究現(xiàn)狀研究?jī)?nèi)容與關(guān)鍵問題11、課題背景及意義儲(chǔ)產(chǎn)比(石油)世界天然氣產(chǎn)氣量(1987-2012)世界煤炭消費(fèi)量(1987-2012)內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)工學(xué)博士論文答

2、辯1-1中國(guó)一次能源消費(fèi)中煤炭所占比重(2003-2012)中國(guó)能源生產(chǎn)量和消費(fèi)量(1980-2012) 選題意義應(yīng)該加大對(duì)新能源和可再生能源的技術(shù)研發(fā)1、課題背景及意義內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)工學(xué)博士論文答辯1-2 選題意義 美國(guó)Solar One槽式太陽(yáng)能熱發(fā)電廠 PS10（后面）和PS20（前面）太陽(yáng)能塔式熱發(fā)電電廠 碟式太陽(yáng)能熱發(fā)電廠碟式聚光系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)：聚光倍數(shù)大、效率高、模塊化強(qiáng)、分布式能源利用1、課題背景及意義內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)工學(xué)博士論文答辯1-3 選題意義跟蹤裝置 聚光器 接收器 能量輸出端 1、課題背景及意義內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)工學(xué)博士論文答辯1-4 研究現(xiàn)狀 如何利用現(xiàn)有條件開展能流密度的測(cè)量

3、成為首要問題； 已有研究中獨(dú)立開展聚光器性能和接收器效率的報(bào)道較多，但作為整個(gè)系統(tǒng)中的兩個(gè)重要 單元，耦合在一起的研究報(bào)道較少。聚焦平面能流密度測(cè)量Jesus Ballestrn等把微傳感器固定在移動(dòng)條上，快速掃過聚光焦平面，完成能流密度分布的 測(cè)量。 Ulmer Steffen等人采用利用間接測(cè)量水冷朗伯靶包對(duì)DISTAL 系統(tǒng)進(jìn)行了間接測(cè)量， 德國(guó)DLR機(jī)構(gòu)利用表面涂有Al2O3的朗伯靶和帶透鏡、濾光片的CCD相機(jī)對(duì)其研究的太陽(yáng)爐焦 面能流分布進(jìn)行了測(cè)量，靶在很短的時(shí)間內(nèi)通過光束，靶面無(wú)需水冷。接收器熱損失Harris、Lenz等人對(duì)6種不同形狀的接收器熱損失進(jìn)行分析，引起損失最大的因素是

4、聚光器的 聚光性能，接收器的形狀對(duì)系統(tǒng)總熱效率的影響不大。Taumoefolau、Prakash和肖蘭等人對(duì) 接收器的對(duì)流熱損失進(jìn)行了模擬和實(shí)驗(yàn)研究。碟式聚光效果帥永等利用Monte Carlo方法建立碟式聚光模型，研究了輻照度、太陽(yáng)能入射角度對(duì)聚光特性 的影響。劉穎利用有限元法對(duì)聚光器聚焦能流密度進(jìn)行了數(shù)值模擬分析，并進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。1、課題背景及意義內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)工學(xué)博士論文答辯1-5 研究?jī)?nèi)容與關(guān)鍵問題碟式聚光集熱系統(tǒng)聚焦平面能流密度測(cè)量接收器能量利用效果聚光集熱效果影響因素第二章：鎧裝熱電偶能流密度測(cè)量的數(shù)值分析第三章：碟式聚光器聚焦平面能流密度測(cè)量第四章：接收器熱性能理論分析和結(jié)構(gòu)設(shè)

5、計(jì)第五章：碟式太陽(yáng)能聚光集熱系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)研究第六章：集熱系統(tǒng)熱性能影響因素分析2、鎧裝熱電偶傳熱模型及驗(yàn)證1、課題背景及意義13、聚焦平面能流密度測(cè)量與分析4、接收器熱性能分析與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)5、碟式聚光集熱系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)研究6、結(jié)論與展望1111測(cè)量方案介紹鎧裝熱電偶傳熱模型實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證及結(jié)果分析1干擾較大，規(guī)律性差，缺乏理論依據(jù)內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)工學(xué)博士論文答辯2、鎧裝熱電偶傳熱模型及驗(yàn)證2-1 測(cè)量方案介紹傳感器布置數(shù)量有限，精度低，分辨率差聚焦平面能流密度測(cè)量方法：直接測(cè)量和間接測(cè)量間接測(cè)量原理圖a）光學(xué)聚光比測(cè)量裝置 b）聚焦平面光學(xué)聚光比測(cè)量示意圖直接測(cè)量原理圖內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)工學(xué)博士論文答辯2、鎧裝熱電偶

6、傳熱模型及驗(yàn)證2-2 測(cè)量方案介紹入射能流密度熱電偶溫度內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)工學(xué)博士論文答辯2、鎧裝熱電偶傳熱模型及驗(yàn)證2-2 鎧裝熱電偶傳熱模型鎧裝熱電偶實(shí)物和結(jié)構(gòu)圖網(wǎng)格劃分結(jié)果(a)輸入能流為10kW/m2 (b)輸入能流為60kW/m2 (c)輸入能流為180kW/m2 外表面、中心剖面溫度場(chǎng)入射能流密度與溫度間的關(guān)系曲線內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)工學(xué)博士論文答辯2、鎧裝熱電偶傳熱模型及驗(yàn)證2-2 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證及結(jié)果分析實(shí)驗(yàn)思路：將標(biāo)準(zhǔn)聚光鏡聚光平面垂直于太陽(yáng)入射光放置，將熱電偶接收端放置在聚光后的中心軸線上，讓其接受聚光后的太陽(yáng)能能流，用數(shù)據(jù)采集儀記錄熱電偶輸出溫度，同時(shí)用紅外攝像儀記錄熱電偶套管表面溫度。

7、內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)工學(xué)博士論文答辯2、鎧裝熱電偶傳熱模型及驗(yàn)證2-2 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證及結(jié)果分析標(biāo)準(zhǔn)聚光下測(cè)量數(shù)據(jù)和仿真結(jié)果的對(duì)比(a) 能流強(qiáng)度1588 W/m2(b) 能流強(qiáng)度3398 W/m2(c) 能流強(qiáng)度88 54W/m2(d) 能流強(qiáng)度10664 W/m21、仿真分析可得熱電偶能流密度與溫度間函數(shù)關(guān)系；2、熱電偶測(cè)試溫度反演得到入射的能流密度值；3、實(shí)驗(yàn)表明，隨入射能流密度的增加，熱電偶測(cè)試端和尾部套管間的溫差加大，尾部套管對(duì)測(cè)試端的影響在削弱，測(cè)試精度越來(lái)越高。2、鎧裝熱電偶傳熱模型及驗(yàn)證1、課題背景及意義13、聚焦平面能流密度測(cè)量與分析4、接收器熱性能分析與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)5、碟式聚光集熱系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)

8、研究6、結(jié)論與展望1111測(cè)量設(shè)備和實(shí)驗(yàn)條件焦面溫度場(chǎng)和能流密度分布焦斑特性13、聚焦平面能流密度測(cè)量與分析內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)工學(xué)博士論文答辯3-1 測(cè)量設(shè)備和實(shí)驗(yàn)條件熱電偶支架和布置下盤：讓聚焦能流入射到熱電偶測(cè)試端，防止照射到其他部位；上盤：支撐、固定熱電偶，保證測(cè)試平面與聚焦平面平行；支撐軸：固定裝置，調(diào)整測(cè)量位置用。聚光器和跟蹤平臺(tái) TP700多路數(shù)據(jù)記錄儀3、聚焦平面能流密度測(cè)量與分析內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)工學(xué)博士論文答辯3-2 測(cè)量設(shè)備和實(shí)驗(yàn)條件能流密度分布測(cè)量過程圖說(shuō)明1、聚光器理論焦距為555mm；2、調(diào)整鎧裝熱電偶支架下盤位置，以理論焦點(diǎn)Z=f=555mm處為中心0點(diǎn)，在-60，70范圍

9、內(nèi)(Z=495mm到Z=625mm)每隔10mm開展了測(cè)量研究;3、通過焦點(diǎn)F的聚焦平面為法平面；4、垂直于主軸，平行于法平面，不同Z值的聚焦平面，稱為Z=xx（相應(yīng)數(shù)值）mm聚焦平面。3、聚焦平面能流密度測(cè)量與分析內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)工學(xué)博士論文答辯3-3 焦面溫度場(chǎng)和能流密度分布Origin軟件三次樣條插值法內(nèi)部插值和外部插值x、y值的變化范圍為-50，503、聚焦平面能流密度測(cè)量與分析內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)工學(xué)博士論文答辯3-4 焦面溫度場(chǎng)和能流密度分布3、聚焦平面能流密度測(cè)量與分析內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)工學(xué)博士論文答辯3-5 焦面溫度場(chǎng)和能流密度分布3、聚焦平面能流密度測(cè)量與分析內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)工學(xué)博士論文答

10、辯3-6 焦面溫度場(chǎng)和能流密度分布地球太陽(yáng)xEHCQ(x,y)SGBOyFAMf以F為極點(diǎn)，F(xiàn)A為極軸建立極坐標(biāo)系，求得A、B點(diǎn)在極坐標(biāo)中的運(yùn)動(dòng)軌跡方程為：BA3、聚焦平面能流密度測(cè)量與分析內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)工學(xué)博士論文答辯3-7 焦面溫度場(chǎng)和能流密度分布(0)Z=555mm(+10)Z=565mm(+20)Z=575mm(+30)Z=585mm(+40)Z=595mm(+50)Z=605mm3、聚焦平面能流密度測(cè)量與分析內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)工學(xué)博士論文答辯3-8 焦面溫度場(chǎng)和能流密度分布(0)Z=555mm(-10)Z=545mm(-20)Z=535mm(-30)Z=525mm(-50)Z=505mm

11、(-40)Z=515mm3、聚焦平面能流密度測(cè)量與分析內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)工學(xué)博士論文答辯3-9 焦面溫度場(chǎng)和能流密度分布(0)Z=555mm(+10)Z=565mm(+20)Z=575mm(-10)Z=545mm(-20)Z=535mm3、聚焦平面能流密度測(cè)量與分析內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)工學(xué)博士論文答辯3-10 焦面溫度場(chǎng)和能流密度分布(+30)Z=585mm(+40)Z=595mm(+50)Z=605mm(-30)Z=525mm(-50)Z=505mm(-40)Z=515mm3、聚焦平面能流密度測(cè)量與分析內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)工學(xué)博士論文答辯3-11 焦面溫度場(chǎng)和能流密度分布(0)Z=555mm(+10)Z=5

12、65mm(+20)Z=575mm(+30)Z=585mm(+40)Z=595mm(+50)Z=605mm3、聚焦平面能流密度測(cè)量與分析內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)工學(xué)博士論文答辯3-12 焦面溫度場(chǎng)和能流密度分布(0)Z=555mm(-10)Z=545mm(-20)Z=535mm(-30)Z=525mm(-40)Z=515mm(-50)Z=505mm3、聚焦平面能流密度測(cè)量與分析內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)工學(xué)博士論文答辯3-13 焦面溫度場(chǎng)和能流密度分布(0)Z=555mm(+10)Z=565mm(+20)Z=575mm(+30)Z=585mm(+40)Z=595mm(+50)Z=605mm3、聚焦平面能流密度測(cè)量與分

13、析內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)工學(xué)博士論文答辯3-14 焦面溫度場(chǎng)和能流密度分布(0)Z=555mm(-10)Z=545mm(-20)Z=535mm(-30)Z=525mm(-40)Z=515mm(-50)Z=505mm3、聚焦平面能流密度測(cè)量與分析內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)工學(xué)博士論文答辯3-15 焦斑特性y=0直線上的能流密度分布（Z555，625）y=0直線上的能流密度分布（Z495，555）100mm100mm的聚光區(qū)域（簡(jiǎn)稱100mm2區(qū)域）有些偏大，其高倍聚光區(qū)域集中在中心60mm60mm區(qū)域內(nèi)（簡(jiǎn)稱60mm2區(qū)域）3、聚焦平面能流密度測(cè)量與分析內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)工學(xué)博士論文答辯3-16 焦斑特性1、各個(gè)聚焦平

14、面上100mm2區(qū)域內(nèi)的總能流要大于60mm2區(qū)域內(nèi)的總能流；2、聚光能流集中在60mm2區(qū)域內(nèi)，故各個(gè)聚焦平面上60mm2區(qū)域內(nèi)的平均能流密度要大于100mm2區(qū)域內(nèi)的平均能流密度；3、聚光區(qū)域較好的平面為法平面，但聚焦后總能流最大的平面卻是正向遠(yuǎn)離焦點(diǎn)20mm的Z=575mm平面。4、同平均能流密度變化趨勢(shì)一致，Z=575mm平面能量聚光比最高，不論是100mm2區(qū)域還是60mm2區(qū)域。3、聚焦平面能流密度測(cè)量與分析內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)工學(xué)博士論文答辯3-17 焦斑特性 實(shí)際應(yīng)用中要通過碟式聚光系統(tǒng)獲得高溫工質(zhì)，同時(shí)保證系統(tǒng)高效運(yùn)行。在高溫和高效間取舍時(shí)，如以高溫為目的，則接收器應(yīng)安裝于聚光效果

15、最好的法平面（Z=555mm），以保證工質(zhì)溫度最高；但若以高效為目的，則可以將接收器安裝于最大總能流位置處（Z=575mm），以便高效的利用太陽(yáng)能，減少局部溫度過高、熱應(yīng)力局部破壞等對(duì)傳熱過程產(chǎn)生的不利影響。2、鎧裝熱電偶傳熱模型及驗(yàn)證1、課題背景及意義13、聚焦平面能流密度測(cè)量與分析4、接收器熱性能分析與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)5、碟式聚光集熱系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)研究6、結(jié)論與展望1111接收器各項(xiàng)熱損失接收器形狀選擇和整體設(shè)計(jì)接收器傳熱模型和結(jié)構(gòu)參數(shù)14、接收器熱性能分析及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)工學(xué)博士論文答辯4-1 接收器各項(xiàng)熱損失接收器有效利用的能量接收器截獲的聚焦太陽(yáng)能能流量由于溫度升高引起的接收器組件儲(chǔ)熱增加

16、量接收器熱損失內(nèi)腔對(duì)外界的導(dǎo)熱熱損失內(nèi)腔表面對(duì)聚焦太陽(yáng)能能流的反射熱損失腔體采光口與外界的對(duì)流熱損失內(nèi)腔表面通過采光口對(duì)外界的輻射熱損失4、接收器熱性能分析及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)工學(xué)博士論文答辯4-2 接收器各項(xiàng)熱損失4、接收器熱性能分析及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)工學(xué)博士論文答辯4-3 接收器形狀選擇和整體設(shè)計(jì)xyOf法平面圓柱形接收器幾何聚光比計(jì)算示意圖 相對(duì)口徑n=1460/555=2.63，理想的圓柱形接收器幾何聚光比可以達(dá)到79821。4、接收器熱性能分析及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)工學(xué)博士論文答辯4-4 接收器形狀選擇和整體設(shè)計(jì)球形接收器幾何聚光比計(jì)算示意圖yxOf法平面相對(duì)口徑n=14

17、60/555=2.63，理想的球形接收器幾何聚光比可以達(dá)到19469從數(shù)值上圓柱形接收器的幾何聚光比約為球形接收器的4.1倍，因此針對(duì)本研究所用的碟式聚光器，采用圓柱形接收器較為合適。4、接收器熱性能分析及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)工學(xué)博士論文答辯4-5 接收器形狀選擇和整體設(shè)計(jì)（a）平視角度下接收器結(jié)構(gòu)（b）俯視角度下接收器結(jié)構(gòu)（d）接收器外側(cè)及底部保溫層（c）采光口及保護(hù)罩（e）吸熱面銅螺旋管（f）底部反射圓錐接收器底部用反射圓錐代替了吸熱管路，減少了傳統(tǒng)方式中吸熱面熱點(diǎn)，避免高溫對(duì)接收器的破壞，提高接收器效率和安全性能。 接收器采光口直徑、內(nèi)腔高度（即銅螺旋管高度）、內(nèi)腔直徑（即銅螺旋管內(nèi)徑

18、）、底部反射圓錐高度等參數(shù)對(duì)接收器熱性能影響非常大，需要進(jìn)一步通過數(shù)值模擬方法分析確定。4、接收器熱性能分析及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)工學(xué)博士論文答辯4-6 接收器傳熱模型和結(jié)構(gòu)參數(shù)接收器網(wǎng)格劃分結(jié)果幾何、能量聚光比與采光口直徑間關(guān)系隨著采光口直徑的增大，采光口面積不斷增大，其幾何聚光比不斷下降；同時(shí)，采光口面積的增大，采光口接收到聚光能流的平均能流密度不斷下降，其能量聚光比也不斷下降4、接收器熱性能分析及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)工學(xué)博士論文答辯4-7 接收器傳熱模型和結(jié)構(gòu)參數(shù)接收器網(wǎng)格劃分結(jié)果兩條曲線的交點(diǎn)處采光口直徑為100mm，此處既可以使接收器截獲較多的能流，又可以獲得相對(duì)較高的平均能流密

19、度總能流、平均能流密度與采光口直徑間關(guān)系4、接收器熱性能分析及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)工學(xué)博士論文答辯4-8 接收器傳熱模型和結(jié)構(gòu)參數(shù)接收器網(wǎng)格劃分結(jié)果系統(tǒng)各項(xiàng)效率仿真結(jié)果 ，由兩方面的因素所決定，理想的接收器采光口直徑為100mm。2、鎧裝熱電偶傳熱模型及驗(yàn)證1、課題背景及意義13、聚焦平面能流密度測(cè)量與分析4、接收器熱性能分析與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)5、碟式聚光集熱系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)研究6、結(jié)論與展望1111實(shí)驗(yàn)設(shè)備及系統(tǒng)修正實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)測(cè)量與結(jié)果分析15、碟式聚光集熱系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)研究?jī)?nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)工學(xué)博士論文答辯5-1 實(shí)驗(yàn)設(shè)備及系統(tǒng)水泵截止閥調(diào)節(jié)閥流量計(jì)跟蹤裝置 聚光器 接收器 腔體外壁面熱電偶 進(jìn)出口熱電偶數(shù)據(jù)記錄儀

20、 集熱水箱恒溫水箱碟式聚光集熱實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)示意圖腔體外壁面熱電偶布置示意圖二維跟蹤平臺(tái)BSRN3000輻照監(jiān)測(cè)系統(tǒng)Fluke Ti55FT紅外熱成像儀5、碟式聚光集熱系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)研究?jī)?nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)工學(xué)博士論文答辯5-2 修正實(shí)驗(yàn)修正系數(shù)i值在1.021.06范圍內(nèi)變動(dòng)，形成了以1.04為中心上下波動(dòng)的分布狀況，故i值取1.04。 太陽(yáng)能直接輻照度是時(shí)時(shí)變化的，研究流量、安裝位置等參數(shù)變化對(duì)系統(tǒng)熱性能影響時(shí)就會(huì)遇到困難。搭建了兩套一模一樣的碟式太陽(yáng)能集熱系統(tǒng)，以1個(gè)為基準(zhǔn)系統(tǒng)，另1個(gè)為對(duì)比系統(tǒng)。修正系數(shù)為i5、碟式聚光集熱系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)研究?jī)?nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)工學(xué)博士論文答辯5-3 實(shí)驗(yàn)測(cè)量與結(jié)果分析 直接輻照度變

21、化對(duì)系統(tǒng)熱性能影響 傳熱工質(zhì)流量變化對(duì)系統(tǒng)熱性能的影響 安裝位置變化對(duì)系統(tǒng)熱性能的影響 聚光器表面積灰對(duì)系統(tǒng)熱性能的影響 接收器加裝石英窗口對(duì)系統(tǒng)熱性能的影響5、碟式聚光集熱系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)研究?jī)?nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)工學(xué)博士論文答辯5-4 實(shí)驗(yàn)測(cè)量與結(jié)果分析直接輻照度變化對(duì)系統(tǒng)熱性能的影響實(shí)驗(yàn)說(shuō)明：實(shí)驗(yàn)中，基準(zhǔn)系統(tǒng)聚光器上未安裝接收器，而是設(shè)置了鎧裝熱電偶能流密度測(cè)量臺(tái)架。實(shí)驗(yàn)過程中能流密度測(cè)量臺(tái)架和接收器均安裝在2個(gè)聚光器的法平面上，傳熱工質(zhì)流量采用定值5.56g/s（20L/h）。直接輻照度影響實(shí)驗(yàn)41235678R2R3極坐標(biāo)系下能流密度云圖有限元剖分方法5、碟式聚光集熱系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)研究?jī)?nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)工學(xué)博

22、士論文答辯5-5 實(shí)驗(yàn)測(cè)量與結(jié)果分析直接輻照度變化對(duì)系統(tǒng)熱性能的影響直接輻照度對(duì)中心區(qū)域的能流密度影響較大，隨著直接輻照度的降低，中心區(qū)域的平均能流密度值下降很快。采光口焦面上的能流密度分布有一定的偏差：高能流密度區(qū)域向右面傾斜，低能流密度區(qū)域向左上角傾斜。（a）直接輻照度721W/m2（b）直接輻照度652W/m2（c）直接輻照度582W/m2（d）直接輻照度400W/m2極坐標(biāo)下采光口能流密度分布云圖5、碟式聚光集熱系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)研究?jī)?nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)工學(xué)博士論文答辯5-6 實(shí)驗(yàn)測(cè)量與結(jié)果分析直接輻照度變化對(duì)系統(tǒng)熱性能的影響直接輻照度對(duì)功率的影響總功率 等于直接輻照度乘以聚光器的開口面積，其值和直接

23、輻照度成正比。采光口入射功率 、系統(tǒng)的有效輸出功率 均隨直接輻照度的增大而增大，增大的趨勢(shì)逐漸變緩，同時(shí)兩者差值不斷變大。5、碟式聚光集熱系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)研究?jī)?nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)工學(xué)博士論文答辯5-7 實(shí)驗(yàn)測(cè)量與結(jié)果分析直接輻照度變化對(duì)系統(tǒng)熱性能的影響直接輻照度對(duì)效率的影響隨著直接輻照度的增加，三者都呈下降趨勢(shì)。因?yàn)?= 是兩者共同作用的結(jié)果，故曲線斜率最陡，下降趨勢(shì)最明顯。聚光器效率 ，其中聚光器鏡面反射率 和接收器采光口的透過率 不會(huì)隨輻照度變化而變化，故影響 的主要因素就是 和 。引起 變化的主要因素是QrL。 QrL的大小與內(nèi)壁面溫度有關(guān)，可以通過外壁面溫度間接反映其變化。 5、碟式聚光集熱系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)

24、研究?jī)?nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)工學(xué)博士論文答辯5-8 實(shí)驗(yàn)測(cè)量與結(jié)果分析直接輻照度變化對(duì)系統(tǒng)熱性能的影響隨著輻照度的增加，其底部、中部、上部三個(gè)區(qū)域的溫度也在加大，由于底部溫度能流密度最強(qiáng)，其溫度最高。能流密度區(qū)域的傾斜，對(duì)接收器左右兩側(cè)的溫度分布的影響較大，會(huì)對(duì)傳熱過程造成不利影響。腔體外壁面溫度變化5、碟式聚光集熱系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)研究?jī)?nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)工學(xué)博士論文答辯5-9 實(shí)驗(yàn)測(cè)量與結(jié)果分析傳熱工質(zhì)流量變化對(duì)系統(tǒng)熱性能的影響實(shí)驗(yàn)說(shuō)明： 2個(gè)系統(tǒng)同時(shí)運(yùn)行，兩個(gè)接收器均安裝在法平面。基準(zhǔn)系統(tǒng)質(zhì)量流量恒定為5.56g/s，對(duì)比系統(tǒng)質(zhì)量流量分別為2.78g/s、5.56g/s、8.33g/s、11.11g/s、13.8

25、9 g/s 、16.67g/s。每組流量的測(cè)量時(shí)間為10min，從一組流量調(diào)整為下一組流量時(shí)，中間調(diào)整時(shí)間間隔為5min。 除了利用3根內(nèi)腔溫度傳感器測(cè)量了內(nèi)腔（銅螺旋管）外側(cè)溫度外，還通過Fluke Ti55FT紅外熱成像儀拍攝了不同時(shí)刻、不同流量下兩個(gè)接收器腔體內(nèi)壁面溫度。5、碟式聚光集熱系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)研究?jī)?nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)工學(xué)博士論文答辯5-10 實(shí)驗(yàn)測(cè)量與結(jié)果分析傳熱工質(zhì)流量變化對(duì)系統(tǒng)熱性能的影響流量變化對(duì)系統(tǒng)輸出功率和熱效率的影響5、碟式聚光集熱系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)研究?jī)?nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)工學(xué)博士論文答辯5-11 實(shí)驗(yàn)測(cè)量與結(jié)果分析傳熱工質(zhì)流量變化對(duì)系統(tǒng)熱性能的影響不同流量下腔體外壁面溫度5、碟式聚光集熱系統(tǒng)實(shí)

26、驗(yàn)研究?jī)?nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)工學(xué)博士論文答辯5-12 實(shí)驗(yàn)測(cè)量與結(jié)果分析傳熱工質(zhì)流量變化對(duì)系統(tǒng)熱性能的影響（a1）基準(zhǔn)系統(tǒng)、5.56g/s、675W/m2（a2）對(duì)比系統(tǒng)、2.78g/s、678W/m2（b1）基準(zhǔn)系統(tǒng)、5.56g/s、712W/m2（b2）對(duì)比系統(tǒng)、8.33g/s、691W/m2（c1）基準(zhǔn)系統(tǒng)、5.56g/s、692W/m2（c2）對(duì)比系統(tǒng)、11.11g/s、688W/m2（d1）基準(zhǔn)系統(tǒng)、5.56g/s、681W/m2（d2）對(duì)比系統(tǒng)、13.89g/s、678W/m2（e2）對(duì)比系統(tǒng)、16.67g/s、693W/m2（e1）基準(zhǔn)系統(tǒng)、5.56g/s、698W/m2接收器腔體內(nèi)壁面

27、溫度分布紅外圖像5、碟式聚光集熱系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)研究?jī)?nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)工學(xué)博士論文答辯5-13 實(shí)驗(yàn)測(cè)量與結(jié)果分析實(shí)驗(yàn)說(shuō)明： 基準(zhǔn)、對(duì)比系統(tǒng)同時(shí)運(yùn)行，兩個(gè)系統(tǒng)均定流量運(yùn)行，其流量恒定為5.56g/s?；鶞?zhǔn)系統(tǒng)安裝在法平面（Z=555mm）上；對(duì)比系統(tǒng)接收器安裝位置，分別為Z=515mm、Z=525mm、Z=535mm、Z=545mm、Z=555mm、Z=565mm、Z=575mm、Z=585mm、Z=595mm，共9個(gè)平面。接收器安裝位置變化對(duì)系統(tǒng)熱性能的影響5、碟式聚光集熱系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)研究?jī)?nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)工學(xué)博士論文答辯5-14 實(shí)驗(yàn)測(cè)量與結(jié)果分析接收器安裝位置變化對(duì)系統(tǒng)熱性能的影響安裝位置變化對(duì)系統(tǒng)輸出功率

28、和熱效率的影響5、碟式聚光集熱系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)研究?jī)?nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)工學(xué)博士論文答辯5-15 實(shí)驗(yàn)測(cè)量與結(jié)果分析接收器安裝位置變化對(duì)系統(tǒng)熱性能的影響（-40）Z=515mm、681W/m2（-30）Z=525mm、681W/m2（-20）Z=535mm、681W/m2（-10）Z=545mm、681W/m2（0）Z=555mm、681W/m2（+10）Z=565mm、681W/m2（+20）Z=575mm、681W/m2（+30）Z=585mm、681W/m2（+40）Z=595mm、681W/m25、碟式聚光集熱系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)研究?jī)?nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)工學(xué)博士論文答辯5-16 實(shí)驗(yàn)測(cè)量與結(jié)果分析實(shí)驗(yàn)說(shuō)明： 將聚光器放

29、置在自然環(huán)境中，讓大氣環(huán)境中的沙塵不斷沉降。其中一個(gè)聚光器沒有經(jīng)過任何處理（以后稱之為積灰聚光器，對(duì)應(yīng)的集熱系統(tǒng)稱為積灰系統(tǒng)），而另一個(gè)聚光器每天收集其積灰情況，并對(duì)其灰塵粒度分布進(jìn)行測(cè)試，積灰18天后，對(duì)收集積灰的聚光器進(jìn)行了徹底清洗（以后稱之為潔凈聚光器，對(duì)應(yīng)的集熱系統(tǒng)稱之為潔凈系統(tǒng)），然后開展相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)研究。接收器安裝在積灰聚光器和潔凈聚光器法平面上，傳熱工質(zhì)流量均為5.56g/s。 灰塵顆粒的半徑集中分布在70110nm之間，其中80nm左右分布最多，整體的粒度分布比較均勻。聚光器表面積灰對(duì)系統(tǒng)熱性能的影響灰塵的粒度分布狀況5、碟式聚光集熱系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)研究?jī)?nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)工學(xué)博士論文答辯5-

30、17 實(shí)驗(yàn)測(cè)量與結(jié)果分析聚光器表面積灰對(duì)系統(tǒng)熱性能的影響（a）潔凈系統(tǒng)、直接輻照度626W/m2（b）積灰系統(tǒng)、直接輻照度627W/m2積灰實(shí)驗(yàn)中采光口能流密度分布云圖法平面y=0直線上的能流密度分布5、碟式聚光集熱系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)研究?jī)?nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)工學(xué)博士論文答辯5-18 實(shí)驗(yàn)測(cè)量與結(jié)果分析聚光器表面積灰對(duì)系統(tǒng)熱性能的影響表面積灰對(duì)系統(tǒng)熱效率的影響 表面積灰引起的聚光能流的發(fā)散，造成了聚光器效率的下降，但同時(shí)接收器接收發(fā)散的能流后，腔內(nèi)溫度得到了下降，接收器效率得到了一定幅度的提高，進(jìn)而使得系統(tǒng)熱效率的下降幅度減小。5、碟式聚光集熱系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)研究?jī)?nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)工學(xué)博士論文答辯5-19 實(shí)驗(yàn)測(cè)量與結(jié)果分析接收器加裝石英窗口對(duì)系統(tǒng)熱性能的影響實(shí)驗(yàn)說(shuō)明： 對(duì)比系統(tǒng)接收器采光口上加裝石英玻璃窗口，用高溫玻璃膠固定密封，兩系統(tǒng)接收器均安裝在聚光器法平面上，傳熱工質(zhì)流量均為5.56g/s。石英玻璃窗口及其透射率5、碟式聚