一、太阳真空集热管真空度测量模型的特性参数分析（论文文献综述）
孙成鹏[1]（2021）在《建筑太阳能集热器热过程研究》文中研究说明对太阳能的高效利用是助力碳中和的重要手段。现阶段建筑对太阳能的主要用能形式仍是热能,集热器是太阳能热利用的核心部件,热管式真空集热器是太阳能热利用市场中的重要应用种类。本文工作的主要目的是通过对内插热管太阳能真空集热管（solar vacuum collector tube with an inserted heat pipe,SVCTIHP）内部结构进行优化以切实提高热利用效率,主要研究工作内容如下:1、建立了SVCTIHP的物理模型和稳态传热数学模型。以SVCTIHP内构件本身热阻为基础,结合微尺度边界热阻和纳米尺度传热过程,建立了热量传递阻力数学模型。并以实验用集热管性能参数确定传热数学模型的边界条件,求得了集热管的理论瞬时集热效率表达式和单根集热管各构件表面温度分布情况。2、搭建了SVCTIHP和集热器系统热性能测试试验台。通过集热管冷凝端温度测量和对原型与改型集热管进行的空晒系数测定研究,实验结果与模拟值平均误差为3.32%,验证了所建模型对单管描述的准确性。通过开式集热器系统测试集热工质单次循环集热效率和闭式水循环系统测试不同集热工质温度时集热效率变化平均误差为6.8%和2.4%,验证了所建立集热效率公式的可靠性。3、利用所建模型对SVCTIHP的传热过程进行了量化分析,根据主要热阻对集热器进行了结构优化和实验验证,结果显示:1)集热管内部主要传热构件热阻占内部总热阻比例分别为内层玻璃管的14.4%、玻璃管与翅片接触部分的4.6%、翅片的0.8%、翅片与热管接触部分的22.2%和热管的58%。结合集热管结构改进成本与效果,以翅片与热管接触热阻作为主要热阻的集热管结构优化会有较好的效果。2)通过传热数学模型解析预测翅片与热管接触热阻的优化,集热管冷凝端温度将提升7.99%,集热器系统全天集热效率将提升5%。3)实验使用三种不同导热胶优化翅片与热管间接触热阻,冷凝端温度和空晒实验与预测结果平均偏差为0.14%和0.85%,理论模型计算结果符合预期。集热器集热效率预测与实验结果平均偏差为0.34%,优化结果与模型预测具有良好的一致性,并进一步明确了结构优化使集热器启动速度平均提升了40.6%。
孔令刚[2]（2021）在《熔盐线性菲涅尔式光热电站集热系统关键技术研究》文中认为线性菲涅尔式太阳能热发电具有清洁无污染、大规模储能、出力稳定可调等一系列优势,是构建现代能源体系一项变革性技术。随着太阳能热发电国家首批示范项目的实施,该技术正在受到广泛关注。当前,聚光太阳能热发电技术正在向着低成本、高效率、大装机容量的技术方向发展。针对这个趋势,本文以敦煌大成高温熔盐线性菲涅尔式光热电站集热场为研究对象,选取集热系统中的若干关键技术环节—高温选择性吸收膜可控制备、聚光集热系统光学效率和热损特性、集热系统出口温度控制等问题开展研究。论文的主要研究内容和结果如下:（1）针对高温选择性吸收膜低成本可控制备关键技术,首先研究了WOx基光热转换涂层单靶自掺杂制备工艺。采用反应溅射技术分别制备了单层WOx薄膜和多层渐变WOx基光热转换涂层,光学性能分析显示,自掺杂WOx基光热转换涂层具有非常优异的光学吸收性能,吸收率达到93.2%,发射率为5.8%。（2）分析了自掺杂反应溅射工艺控制要求,提出采用靶电压作为反馈量闭环调节反应气体流量的控制方案,设计采用模糊伪微分反馈控制（Pseudo Differential Feedback,PDF）策略解决反应溅射过程的非线性和稳定控制问题。Matlab/Simulink仿真结果表明,对比常规的PDF和PID控制策略,对于参数时变的二阶系统,模糊PDF控制策略具有良好的动态响应性能、极强的抗干扰能力和鲁棒性。在此基础上设计了基于现场总线的嵌入式反应溅射控制器模块,并在选择性吸收膜镀膜生产线中进行了初步应用,实验验证了该方案的实用价值。（3）为研究掌握实际运行的线性菲涅尔式集热系统的光学性能和热损特性,首先基于线性菲涅尔式聚光器理论模型,计算并分析了聚光器的余弦损失、端部效应、阴影遮挡效应,利用Trace Pro软件,采用光线追踪法模拟得到聚光器的入射角修正系数,获得聚光器的动态光学效率模型;接着模拟测试了环境工况（环境温度、风速、直射辐照）对不同状态的集热管（真空状态良好、非真空状态、裸管状态）热损的影响。以此为基础,在敦煌大成熔盐线性菲涅尔式集热支路测试系统上,选择三种典型集热工况,采用准动态法进行循环集热实验,采用多元线性回归最小二乘法辨识得到集热系统在典型工况下的动态模型参数。测试结果表明,实际运行中的线性菲涅尔式集热系统,聚光器实际几何光学效率约为64%,系统热损在不同工况下呈现出较大的分散性,高温区段热损分散性更加明显。研究结果提示在高温熔盐线性菲涅尔式集热系统研究和设计工作中,应充分考虑运行工况对集热系统的影响。（4）针对高温熔盐线性菲涅尔式集热系统大滞后、大惯性、参数时变的特点,提出模糊增益调度多模型预测控制策略。根据集热系统典型工况下的参数集,建立了出口温度控制在典型工况点的线性模型和全局模糊模型,选取集热系统净集热量为多模型预测控制的调度变量。利用Matlab对该控制算法进行了仿真研究,结果表明控制系统的动态性能、静态误差、抗扰动等性能优越,复杂天象条件下集热系统出口温度控制精度达到±8℃。该控制策略可以为线聚焦光热电站大规模集热系统出口温度控制提供参考和借鉴。本文还专门设计了基于可编程控制器的集热支路流量就地控制器。由此提出以集热场分布式控制系统（Solar Field Control System,SCS）为架构的集热支路出口温度控制方案,作为进一步试验和研究的基础。
杨洪伦[3]（2021）在《基于光谱-空间优化的新型高温真空集热管及槽式热发电系统研究》文中提出太阳能高温聚光热利用是未来太阳能高效利用的重要发展方向,其中太阳能聚光热发电技术是最重要高温光热利用技术之一。槽式聚光热发电技术是目前技术最成熟、商业化应用程度最高的太阳能热发电技术,其运行的最高温度可达550℃。太阳聚光集热场是完成太阳能光热转换和能量传输主要场所,其性能直接决定了光热发电系统的效率和经济性。随着集热温度的提升和高温熔融盐工质的应用,光热转换的核心部件真空集热管的热损显着增加,同时高温熔融盐工质与动力循环的水工质之间换热存在显着的（?）损失,作为集热末端高品位的能量损失,对系统综合性能产生了严重的不利影响。基于此,本文以槽式高温太阳能聚光热发电系统为研究对象,以实现光热发电系统高效能量转化为目标,基于集热管热辐射传热和热发电系统热力学基本原理,开展了真空集热管和热发电系统配置优化设计研究,探究了选择性吸收涂层光谱和温度的分布特征与集热管表面太阳辐射能流密度的耦合关系以及熔融盐/水换热器中相变换热（?）损特性,提出了双区域选择性吸收涂层（下称:双涂层）真空集热管和直接蒸汽-熔融盐复合热发电系统优化设计方案,分析了环境参数、集热管性能、系统配置、传热工质等多因素对太阳能热发电系统性能影响的规律。1.建立集热管光谱-空间耦合的热辐射传热分析模型,研究了选择性吸收涂层的光谱参数对集热管性能的影响,并优化不同温度和光强工况下选择性吸收涂层的最优截止波长。结果表明:谱坡宽度、光谱发射率和截止波长是影响集热管性能的关键参数。最优截止波长随光强增加而增加,但随温度的升高而减小。热效率随谱坡宽度的增加而显着降低。当谱坡宽度变化±1μm时,在600℃的温度时热效率的变化范围为±6.5%。2.基于最优截止波长变化规律,提出双涂层真空集热管优化设计方法,设计并试制传统真空集热管和双涂层真空集热管,并对其进行热损实验测试。实验数据表明:当温度为550℃时,传统集热管、120°和150°角的双涂层集热管的热损失分别为658W/m、493 W/m和431W/m,120°和150°双涂层集热管的热损降低百分比分别为25.07%和34.50%。3.建立槽式太阳能热发电系统的综合热力学和经济性模型,以预测和比较采用传统和双涂层集热管的热发电站性能,分析熔融盐防凝温度和集热管热性能等参数对热发电站性能影响。仿真结果表明:与传统集热管相比,采用新型集热管的热发电站在凤凰城,塞维利亚和沱沱河年发电量可分别高8.5%,10.5%和14.4%,平均电力成本可以分别降低6.9%,8.5%和11.6%。集热管热量损失和防凝温度的升高对发电量具有显着的负面影响。采用低热损集热管与低熔点熔融盐的结合是改善电站整体性能的有效方法。4.提出了槽式直接蒸汽-熔融盐复合热发电系统,以降低集热场热损,改善传统单一工质系统的性能和运行稳定性。建立了系统的综合性能评价数学模型,比较了不同地理位置,蒸汽轮机和系统配置对发电站发电量的影响。模拟分析结果表明:与熔融盐系统相比,位于托诺帕和拉萨的新型复合系统的年发电量分别增长了 14.0%和14.8%。在托诺帕,熔融盐系统、有和无再热过程的复合系统的年集热量分别为639.7 GWh、685.1 GWh和691.7 GWh,无再热系统的熔盐防凝所需能量占总集热量百分比从传统熔盐系统的7.6%降低到2.7%。
郭锦伟[4]（2020）在《基于TRNSYS的太阳能供暖系统流量性能研究》文中指出随着经济的快速增长,人们对美好生活的质量诉求越来越高,大多数人关注的焦点已经转移到生活环境舒适性,营造舒适的环境势必要以能耗为代价。我国北方地区太阳能源丰富,供暖期长且能源消耗巨大。太阳能供暖系统可满足供暖需求,节约能源,逐渐引起人们关注,成为当下重要的科研领域。当前太阳能供暖运行中存在以下瓶颈问题:其一,供暖系统中各回路流量耦合关系复杂,流量关系不明确,导致热利用率低;其二,系统水力失调,造成室内供热效果差,热舒适性较低,不能达到节能。为了解决上述问题,本论文的研究工作如下:第一,基于太阳能供暖系统实验平台,对系统各部分设备构造、原理、参数等进行说明;第二,建立仿真模型。结合实验平台及热力学原理,分别对集热器、储热水箱、供暖管道、循环水泵、室内外温度、流量调节阀、风机盘管、集热侧与负荷侧控制、PMV等数学建模,为供暖系统的TRNSYS模型提供理论支撑;第三,结果分析。对储热水箱及集热器出口温度及室内外温度、系统集/供热流量进行模拟值与实验值的分析,验证TRNSYS模型的合理性,为第五章流量及系统热性能动态分析奠定基础;最后,对系统热性能流量影响研究。通过实验与仿真对比分析,证明了TRNSYS模型的正确性,可作为太阳能供暖系统流量性能研究分析。具体研究内容如下:（1）利用TRNSYS模型确定了占地面积约70 m2建筑物的集热器的最佳倾角范围和最佳面积的选取;（2）对系统集热与供热流量值优化,相比与系统初始运行集热流量与供热流量值,优化流量值后可提高储热水箱的热性能,提高集热器的热利用率,研究结果表明,系统日集热效率提高了19.72%;集热器日有效热收益增加了31.7 kWh;（3）通过TRNSYS模型分析了水力失调对室内热性能及辅助加热设备能耗的影响,研究表明,合理的供热流量值选取可满足用户室内需求并减少能耗,集热器日有效热量利用率提高了5%,辅助设备日耗电量减少56 kWh;（4）以室内热舒适性（PMV-PPD）为评价指标,分析了集热与供热流量值对其的影响,得出供热侧流量对PMV及PPD值影响显着,选取合理的集热与供热流量既符合ISO7730室内热舒适要求又满足用户需求。本文的研究结果对完善太阳能供暖技术在我国民用建筑的实际应用有借鉴作用。
李国帅[5]（2020）在《直通式全玻璃真空集热器热性能研究》文中研究指明在太阳能中低温热利用中,传统的U型全玻璃真空管集热器易生产价格低,得到了广泛应用,但管内工质流动是由浮力和热虹吸产生的,换热效率较低。本文提出一种直通式全玻璃真空管集热器,属于强制对流的主动换热,热性能好,更具成本效益,同时管道中的主动流动有助于改善水质,在大型太阳能热水系统利用中具有重要意义。本文围绕直通式全玻璃真空管集热器,通过MATLAB软件模拟计算、FLUENT软件仿真和实验验证相结合的方法开展研究,主要内容和结论如下:（1）首先根据全玻璃真空集热管的国家标准以及工作要求,参照传统U型全玻璃真空集热管设计方法,设计了两端均熔封,没有自由端的直通式全玻璃真空集热管。为了保证集热器在工作时的安全性及寿命,从理论和实验两个角度验证了直通式全玻璃真空管集热器满足实用可行性的要求。（2）为了研究集热器在运行过程中的温度分布特性,利用有限元方法,以集热器单元为研究对象,以SOLTRACE模拟得到的吸热管能流密度为边界条件,通过ANSYS热仿真模拟得知:集热管速度场和温度场分布不均匀,有左右对称分布的特点,吸热管壁面温度在轴向上逐步增大,而在径向上随圆周角增大而降低且逐渐趋于平缓,分别在圆周角θ=0°和θ=180°时达到最大值和最小值,且在圆周角0°～100°之间变化最大。吸热管外壁面温度受工质入口流速和太阳辐射强度影响较大,传热工质流速小,工质在吸热管出口截面温度高,但外壁面最高温度和温差较大,因此合理控制工质入口流速很重要。（3）进一步研究集热器热性能,根据能量流动方式,建立单根集热管的一维传热模型,分析其传热过程,并推导集热管热损失系数UL、瞬时热效率η和进出口温差（To-Ti）等表征其热性能的参数表达式。借助MATLAB软件编程,采用假设温度法迭代求解,分析集热管热性能的影响因素:环境温度、风速及太阳辐射强度对集热器热性能影响较大,应充分利用气象参数提高集热器热性能;工质入口温度越高,热效率越低,进出口温差较小,工质入口温度等于环境温度时,瞬时效率为定值0.456;随工质流量增加,进出口温差先下降最终趋于平缓,因此实际应用中应选取合适的运行参数,使集热器热性能最佳。（4）搭建真空集热管的热性能实地测试平台,运用动态测试的方法采集数据,将实验结果与模拟结果进行比较分析,热仿真模拟与一维传热模拟误差分别在7.4%和11.80%以内,验证了理论建模的可靠性。通过对比试验得知,直通式集热管的瞬时热效率比传统一端封闭的集热管约高25%。
刘晓曈[6]（2020）在《槽式集热平台光热协同分解二氧化碳》文中进行了进一步梳理能源是人类社会运行和发展的基石,当前化石能源枯竭和环境恶化是人类社会面临的巨大挑战。在众多的新能源中,唯有太阳能拥有巨大的潜力,各国学者将目光纷纷投向了各种利用太阳能的新型技术,主要有太阳能光伏发电、太阳能光热发电、太阳能光催化以及热催化等等。由于现代能源体系中电能与化石燃料的燃烧都是重要组成部分,因此对太阳能的利用也应该考虑匹配和替代现有化石能源体系的新方式。光热协同生产太阳能燃料是一种集转存一体的新途径,可以克服太阳能分散性、间歇性的特点,主要通过太阳能分解H2O、CO2等生成H2、CO和其他碳氢燃料,在利用太阳能燃料的同时完成碳源的循环,不增加额外碳源,理论情况下做到对环境“零”排放。课题组在深入研究光热协同催化材料的同时提出将太阳能燃料生产与槽式集热系统相结合的思路,对太阳能燃料的工业化进行初步探索。搭建实验室规模的光热协同槽式反应集热平台,分别采用了以商用P25和Cu负载的TiO2为催化反应材料制作的光热协同管式反应器进行实验,分解CO2生成CO。平均CO循环产量为1.54μmol?h-1和7.63μmol?h-1,且产量稳定。虽然相比于本课题组材料实验的平均产量低,但也证明了此光热协同反应平台的可行性。对系统燃料生产的集热部分的能量进行计算,集热子系统能量利用效率为ηh=56.79%,显示了集热反应器对投射在内管表面的光能量具有良好的响应能力。对系统建立传热模型进行分析,分析计算得到反应器的各项热损失,并通过能量守恒得到导热油的理论热功率。根据管壁温度和导热油物性、工况通过传热计算得到集热子系统的理论热功率和热效率,并通过对比分析造成系统能量利用效率低的原因主要有光路聚集性较差、散失能量多;管路接头、部分外露的金属软管以及油路其他部分也存在热损失;非真空状态的反应腔造成较高的壁温,增大了与环境之间的对流传热量;光热响应材料存在光热转换过程中的损失,气体存在对光热响应材料的效果也具有不利的影响。最后,根据以上分析对系统未来的改进提出可行性建议。
夏恩通[7]（2020）在《基于太阳能真空管的复合抛物聚光器光热性能研究》文中提出太阳能作为一种低成本运行且取之不尽用之不竭的零污染能源,为解决家庭供暖供热需求、工农业干燥冷却以及大规模的电力输送等方面提供了重要的技术手段。探索太阳能资源的高效转换和利用方式,对于缓解化石燃料的逐步短缺和日益增加的环境污染问题具有重要意义。复合抛物聚光器（CPC）对于太阳能真空管的光热性能提升具有较大的潜力和良好的应用前景。本文针对因真空管间隙而引起的光能损失问题,构建了一种全玻璃真空管底部耦合CPC的太阳能复合集热器。此外采取模型建立、数值求解及实验验证相结合的方法,对CPC耦合型真空管的光热转换特性进行了评价和分析,所获得的研究结果可为太阳能资源的高效利用方式及其集热系统的优化设计提供一定的技术参考。研究工作及其结果主要包括以下几个方面:1.根据光线反射定律和平面解析几何理论,推导了CPC反射器的数学模型;基于CPC反射器的集光特性,建立了CPC耦合型真空管的物理模型,并对其进行了光学特性分析与仿真验证,揭示了真空管光学效率随投影入射角变化的内在规律及其数学关系式。2.基于能量守恒原理,构建了CPC耦合型真空管的一维稳态传热数学模型,并采用自编的C语言代码迭代计算该数学模型,获得的理论值与自搭建的光热转换性能实验验证系统得出的结果吻合良好,相对误差不超过9%。3.从热阻的角度分析了真空管的热传递过程,结果表明吸收管与盖管之间的真空夹层对于热量的传递发挥至关重要的作用;盖管外壁与天空的辐射热阻(Rco-sky,rad)远远大于盖管外壁与周围空气的对流换热热阻(Rco-air,conv),因而盖管外壁与周围空气的对流换热成为热损失的主要途径。4.不同散占比(Rdif)的天气状况下,实验结果表明CPC对于真空管的性能提升具有显着的优势和潜力。相对于传统式真空管,真空管底部耦合的CPC能使管内工质水的温升提高24.2%～29.3%,真空管的热效率提高24.3%～29.2%。5.分析和讨论了主要参数对计算结果的影响,结果表明CPC反射器修正系数（Mf）的取值以0.8～0.9范围为宜;吸收管外壁面温度(Tao)不超过360K的情况下,以选择性吸收涂层发射率的平均值作为恒量进行计算是合理可靠的;真空管倾角（β）偏差对其太阳能直、散辐射的采集均没有显着的影响。
高崇[8]（2020）在《优化型圆形吸收体复合抛物聚光器光学性能研究》文中指出随着社会的进步与发展,传统能源的资源储备量已经无法长久支撑社会发展的能源需求。同时,过去对化石能源的过度开采与使用,对环境造成了严重的破坏。为此,人们开始寻找清洁有效的新能源。太阳能以其易获取、可再生、零污染等优势受到人们的青睐。太阳能资源分布较广,但地球表面能流密度较低,直接利用难以获得较高的集热温度,因此复合抛物聚光器（CPC:Compound Parabolic Concentrator）依靠自身结构简单且效率较高等优势得到广泛的认可。标准型复合抛物聚光器（S-CPC:Standard Compound Parabolic Concentrator）无法实现可接收角与几何聚光比同步提升。针对这一问题,本文提出了一种基于圆形吸收体可实现初始接收角与几何聚光比同步提升的太阳能新型复合抛物聚光器（IAR-CPC:Compound Parabolic Concentrator with Synchronous Improvement in Original Acceptance Angle and Concentration Ratio）,并对IAR-CPC开展了面形构建、模型验证、光学特性及采光性能研究。主要研究内容如下:（1）利用边缘光线理论构建了新型聚光器面形结理论,并采用微分方程原理获得IAR-CPC面形数学模型。结合3D打印技术,打印IAR-CPC面形模型,打印模型误差较小,最大相对误差值为0.61%。利用3D打印的IAR-CPC模型对反射面面形进行激光验证,实验验证了所建立的IAR-CPC的实际光路与理论光路近似一致,最大误差为1.29mm。基于面形数学模型对IAR-CPC结构进一步分析,结果表明在反射面面形不截断的前提下,可通过调整切线角的取值,使面形与吸收体之间匹配状态处于理想状态。且IAR-CPC面形参数角度,面型结构变化更为灵活,比S-CPC具有更好的可塑性。（2）以面形数学模型几何意义为依据,推导并获得光学特性参数初始接收角与几何聚光比参数方程,从函数特性上证明了二者可同步提升的可行性。在同光口宽度、吸收体尺寸等条件下,对IAR-CPC与S-CPC可接收角数值求解与对照,结果表明IAR-CPC相较于S-CPC提高17.56%。（3）基于“蒙特卡罗光线追迹法”获得了IAR-CPC与S-CPC两种聚光器理想条件下的光学性能,并将二者进行对照分析。结果表明,在两种CPC具有相同光口宽度、吸收体尺寸和材料特性等条件下,IAR-CPC的平均光学效率相较于S-CPC提高了4.32%。并进一步对二者圆形吸收体表面的能流密度分布开展了研究工作,结果表明IAR-CPC吸收体表面的能流密度分布更均匀。（4）以直径为58mm的全玻璃太阳能真空管作为圆形吸收体并构建IAR-CPC与S-CPC面形模型,结合太阳直散分离理论与当地典型气象年日辐射数据,对所构建的两种CPC集热系统年采光量进行数值求解,结果表明:IAR-CPC聚光系统采的集总辐射能高于S-CPC聚光系统,且提高比为1.57%。同时,IAR-CPC集热系统在各月份采集太阳辐射能总量,更符合人们在该时节对热能的心里需求与实际生活需要。
邹斌[9]（2019）在《抛物面槽式太阳能集热器聚光传热机理及热性能研究》文中认为近年来,太阳能聚光发电技术发展迅速,成为了太阳能热利用领域的重要分支;其中,基于抛物面槽式聚光集热的发电技术是太阳能聚光发电领域应用最为广泛的技术形式之一,在世界范围内得到了广泛重视。在我国,抛物面槽式太阳能聚光发电技术起步晚,相关领域的理论研究和工程经验比较匮乏,因此,该领域的基础研究工作有待进一步深入。本文以抛物面槽式太阳能集热器为研究对象,利用模拟研究与理论分析相结合的方法,对该集热器的光热性能进行全面深入的研究,揭示其聚光传热机理,并提出一种新型的提升其热性能的集热管结构。首先,基于蒙特卡洛光线追踪法和理论分析,对理想条件下抛物面槽式太阳能集热器的光学性能进行了详细研究。阐述了蒙特卡洛光线追踪法的数学原理及其程序实现过程,建立了光学模型并进行了验证。基于光线逃逸、吸热管本身遮挡、聚光比的分布范围变化等光学特性,利用解析几何相关知识,对聚光过程中的重要参数,如接收反射光线的有效角度范围,吸热管底部接收不到反射光线的角度范围、抛物面反射镜顶部接收不到入射光线的宽度等进行了理论推导。深入探讨了开口宽度、焦距和吸热管外径对光学性能的影响规律,并结合几何分析对光学性能的变化进行了理论阐述。结果表明,增大开口宽度增大了最大聚光比,但提升了热流分布均匀性;增大焦距缩小了高聚光比的分布范围,容易导致吸热管局部过热;当开口宽度、焦距和吸热管外径超出一定范围（Wc>12.93 m或fc<0.21 m或fc>7.31 m或da,o<25 mm）,会引起光线逃逸,造成巨大的光学损失。其次,基于对各非理想光学因素,包括太阳形状、光学误差以及入射角,单独的理论表征,全面探讨了其对抛物面槽式太阳能集热器光学性能的影响规律。采用坐标变换方法实现了不同坐标系之间的向量转换并建立了用于光线抽样的有效太阳形状模型;采用取舍算法进行光线抽样,解决了太阳形状抽样模型无法直接求得反函数的问题。研究结果表明,大的环日能量比改善了热流分布均匀性,但削弱了光学效率;高光学质量的反射镜在提升光学效率上的优势只有在晴朗天气才会凸显;光学效率对镜面形状误差的敏感性高于对追踪误差的敏感性;吸热管偏移误差沿X轴时引起的光学损失最大,沿Y轴正方向时容易造成吸热管局部过热;当吸热管偏移误差与追踪误差分别处于异侧和同侧时,对光学效率分别产生补偿效应和削弱效应。入射角引起的余弦损失和端部损失分别削弱了有效太阳入射辐射和造成反射光线从集热器一端逃逸的现象,显着降低了光学效率。从理论上推导了非理想条件下临界吸热管径的计算公式;提出了一种精度高且省时的光学效率理论算法。基于该理论算法,详细分析了用于工程计算的有效太阳形状尺寸,并对光学效率的变化规律进行了理论解释。在明确各种传热形式的基础上,对集热管的热性能进行了模拟研究。通过自定义编程将光学模拟所得到的热流密度分布结果加载到吸热管外壁面以实现符合实际的传热过程模拟,并利用典型测试数据和经典计算公式进行了模型验证。对集热管的热性能,如热流密度、温度、流体速度的分布与变化以及热损失和热效率的变化规律进行了全面的分析与讨论。详细探讨了运行参数、环境条件以及非理想光学因素对集热管热性能的影响规律。结果表明,增大质量流量或减小入口温度能够提高集热效率;太阳辐射充足时,集热效率更高,但经受的安全性考验也更大;环境风速与温度对集热管热性能的影响可忽略;非理想光学因素主要是通过影响光学性能而影响集热器的整体性能。最后,基于增强高热流侧壁面与流体间传热的思想,提出了一种新型的单侧螺旋内肋吸热管以提升集热管的热性能。对比分析了新型集热管与传统光滑集热管以及全螺旋内肋集热管的传热及水力特性,并且基于场协同理论,揭示了其强化传热机理。深入探讨了肋条间距、肋条高度、肋顶圆半径、肋底圆角半径以及螺旋角五个主要的结构参数对新型集热管热性能的影响规律。结果表明,增大肋条间距、减小肋条高度、增大肋顶圆半径或肋底圆角半径使性能评价准则（PEC）更优。通过上述各参数的调整获得的最大PEC分别是1.125、1.098、1.096以及1.108。螺旋角为30°时,PEC达到最大,其值为1.301。本文从光学性能和热性能两个方面,对抛物面槽式太阳能集热器的聚光传热机理进行了深入的研究与探讨,相关研究成果将进一步丰富我国槽式太阳能聚光集热领域的基础研究理论,为槽式太阳能集热技术在我国的推广和应用提供理论基础和技术支持。
王其梁[10]（2019）在《基于负能流区优化的新型真空集热管理论和实验研究》文中研究指明槽式聚光集热系统是当前太阳能高温热利用领域技术最成熟、商业化程度最高的一种利用方式,广泛应用于工业生产各个领域。槽式真空集热管是槽式聚光集热系统能量吸收和转换的核心部件,其集热温度高达400～550℃,且随高温光热的发展,更高倍聚光、更高集热温度是未来的重要发展趋势。但当前真空集热管在高温工况下面临一个亟待解决的技术难题:真空集热管对外辐射热量会随其集热温度四次方指数式递增,其在高温下会产生大量的辐射热损,严重影响了系统效率和经济性。本文针对上述难题,建立了基于光谱-空间耦合的新型传热分析方法,并首次提出真空集热管周向“负能流区”概念,及有效降低真空集热管热损的新型结构和涂层优化设计方法。设计优化了 3种类型新型真空集热管（Novel Heat-Collection Element,NHCE）,突破了传统真空集热管（Conventional Heat-Collection Element,CHCE）周向对称结构的设计思路,为真空集热管降低热损的研究开辟了新思路、新方法。本文具体开展了以下研究工作:1、在真空集热管高温工况下,基于平均参数的传统传热分析方法无法精确模拟其传热特性以及无法捕捉光谱谱带重叠现象,且传统传热方法没有考虑真空集热管周向不均匀光强分布。鉴于传统传热方法上述缺陷,建立了光谱热辐射模型和空间光强模型,提出了基于光谱-空间耦合的新型传热分析方法,精确计算并分析了真空集热管热辐射光谱分布和空间光强分布。基于新型传热分析方法,提出了周向“负能流区”概念,揭示了真空集热管长期未被发现的隐匿热损现象;基于负能流区特性,提出了真空集热管新型结构和涂层优化设计策略。2、提出了在真空集热管负能流区真空层中增设辐射遮热板（Radiation shield,RS）的结构优化方法,设计优化了 RS的光谱涂层和结构参数,设计并试制了小型和标准型带辐射遮热板真空集热管（NHCE-RS）。实验结果显示,NHCE-RS热损相比于CHCE显着降低,热效率大幅提升。在内管温度为550℃时,NHCE-RS热损有效降低了 28.0%。在进口温度为350℃、太阳直射辐照（Direct normal irradiance,DNI）为600 W/m2工况下,NHCE-RS热效率有效提升近4.9%。3、建立了 NHCE-RS光谱热辐射模型和槽式系统集热模型,模拟结果与实验结果对比显示,上述模型的理论值和实验值之间的均方根误差分别为5.6%和0.5%,可以准确预测真空集热管的综合热性能。利用验证后的数学模型,研究了NHCE-RS在不同参数和不同气候条件地区的热损和综合效率的情况。结果显示,NHCE-RS在更高集热温度和较低DNI下的综合热性能相比于CHCE更加优越,在合肥地区的全天综合效率提升最为明显。在入口温度为580℃、DNI为800 W/m2时,NHCE-RS的热效率和（?）效率分别比CHCE提高14.9%和14.5%。4、提出了在真空集热管负能流区真空层中增设选择性透过遮热板（Transparent selectively Radiation Shield,TRS）的结构优化方法,设计优化了带选择性透过遮热板真空集热管（NHCE-TRS）。结果显示,在进口温度为580℃、DNI为800 W/m2时,NHCE-TRS热效率和（?）效率分别提高9.2%和10.8%;5、提出了在真空集热管负能流区外管表面涂设红外反射膜（IR-Reflector,IRR）的涂层优化方法,优化并获得理想IRR最佳截止波长,设计了外管涂设不同IRR的真空集热管（NHCE-IRR）。结果显示,理想IRR的最佳截止波长与DNI和内管温度紧密相关;采用最佳截止波长IRR的NHCE-IRR具有最佳综合热性能,在内管温度为580℃、DNI为800 W/m2时,NHCE-IRR的热效率和（?）效率分别提高25.2%和28.1%。
二、太阳真空集热管真空度测量模型的特性参数分析（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、太阳真空集热管真空度测量模型的特性参数分析（论文提纲范文）
（1）建筑太阳能集热器热过程研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 研究现状 |
| 1.3 本文主要研究工作 |
| 第2章 SVCTIHP工作过程及数学建模 |
| 2.1 SVCTIHP物理模型 |
| 2.2 SVCTIHP热阻模型 |
| 2.2.1 外部散失热阻 |
| 2.2.2 工质得热热阻 |
| 2.3 SVCTIHP模型边界条件 |
| 2.4 SVCTIHP数学传热模型解析 |
| 2.4.1 SVCTIHP瞬时效率 |
| 2.4.2 SVCTIHP各部件表面温度 |
| 2.5 结果与讨论 |
| 2.5.1 SVCTIHP传热热阻 |
| 2.5.2 SVCTIHP瞬时效率 |
| 2.5.3 SVCTIHP温度分布 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 集热单管结构优化实验研究 |
| 3.1 实验方案设计 |
| 3.1.1 SVCTIHP实验系统 |
| 3.1.2 数据采集系统 |
| 3.2 SVCTIHP单管实验研究 |
| 3.2.1 实验方案 |
| 3.2.2 结果与讨论 |
| 3.3 SVCTIHP空晒实验研究 |
| 3.3.1 空晒实验方案 |
| 3.3.2 结果与讨论 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 集热器系统实验研究 |
| 4.1 实验方案设计 |
| 4.1.1 集热系统 |
| 4.1.2 水循环系统 |
| 4.1.3 数据采集系统 |
| 4.2 开式系统集热效率实验研究 |
| 4.2.1 实验方案 |
| 4.2.2 结果分析与讨论 |
| 4.3 闭式水循环系统集热效率对比实验研究 |
| 4.3.1 实验方案 |
| 4.3.2 结果分析与讨论 |
| 4.4 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读硕士期间研究成果 |
（2）熔盐线性菲涅尔式光热电站集热系统关键技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1.引言 |
| 1.1 课题来源 |
| 1.2 选题背景及意义 |
| 1.2.1 太阳能光热发电技术 |
| 1.2.2 国内外线性菲涅尔式光热电站发展历程 |
| 1.2.3 研究意义 |
| 1.3 线性菲涅尔式聚光集热系统若干关键技术研究现状 |
| 1.3.1 高温选择性吸收膜可控制备技术 |
| 1.3.2 线性菲涅尔式集热系统集热性能研究 |
| 1.3.3 线性菲涅尔式集热系统出口温度控制研究 |
| 1.4 研究的目标和内容 |
| 1.4.1 研究目标 |
| 1.4.2 研究内容 |
| 1.5 论文章节安排 |
| 2.高温选择性吸收膜自掺杂工艺研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 高温选择性吸收膜及其制备工艺概述 |
| 2.2.1 高温选择性吸收膜 |
| 2.2.2 高温选择性吸收膜制备技术 |
| 2.2.3 单靶自掺杂高温选择性吸收膜 |
| 2.3 单层WO_x薄膜的光学特性 |
| 2.3.1 涂层制备方法 |
| 2.3.2 WO_x薄膜光学性能分析 |
| 2.3.3 WO_x薄膜光学常数及微观形貌 |
| 2.4 多层 WO_x基光热转换涂层 |
| 2.4.1 反应溅射WO_x复合膜系工艺参数 |
| 2.4.2 多层WO_x薄膜的光学性能 |
| 2.5 本章小结 |
| 3.反应溅射过程模糊PDF控制 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 自掺杂反应溅射工艺过程分析 |
| 3.2.1 反应溅射迟滞效应分析 |
| 3.2.2 WO_x反应溅射靶电压与反应气体流量关系 |
| 3.2.3 Berg反应溅射模型 |
| 3.3 模糊PDF算法原理 |
| 3.3.1 PDF控制算法原理 |
| 3.3.2 模糊PDF算法 |
| 3.3.3 模糊PDF算法仿真研究 |
| 3.4 验证平台—高温选择性吸收膜镀膜生产线 |
| 3.4.1 生产线装备简介 |
| 3.4.2 分布式反应溅射控制系统 |
| 3.5 反应溅射嵌入式控制器设计 |
| 3.5.1 反应溅射控制器硬件设计 |
| 3.5.2 反应溅射控制器软件设计 |
| 3.6 反应溅射控制器测试与验证应用 |
| 3.7 本章小结 |
| 4.熔盐线性菲涅尔式聚光集热系统特性测试 |
| 4.1 前言 |
| 4.2 线性菲涅尔式聚光器几何光学效率 |
| 4.2.1 线性菲涅尔式聚光器工作原理及参数 |
| 4.2.2 太阳位置算法 |
| 4.2.3 线性菲涅尔式聚光器主要光学性能参数 |
| 4.2.4 法向直射效率计算 |
| 4.2.5 入射角修正系数(IAM) |
| 4.3 线性菲涅尔式集热系统热损特性研究 |
| 4.3.1 真空集热管热损模型 |
| 4.3.2 真空集热管热损测试平台 |
| 4.3.3 实验测试环境工况对集热管热损的影响 |
| 4.4 线性菲涅尔式集热系统集热性能测试 |
| 4.4.1 聚光集热系统集热性能测试方法 |
| 4.4.2 实验测试系统 |
| 4.4.3 典型工况下集热运行实验 |
| 4.4.4 模型参数辨识 |
| 4.5 本章小结 |
| 5.熔盐线性菲涅尔式集热系统出口温度控制研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 增益调度多模型预测控制 |
| 5.2.1 多模型预测控制 |
| 5.2.2 增益调度多模型预测控制算法 |
| 5.2.3 集热支路出口温度多模型集建立 |
| 5.3 集热支路出口温度控制算法仿真研究 |
| 5.3.1 出口温度串级PID控制效果 |
| 5.3.2 仿真参数的选取 |
| 5.3.3 增益调度多模型预测控制仿真与分析 |
| 5.4 线性菲涅尔式集热支路流量控制系统 |
| 5.4.1 流量控制系统结构 |
| 5.4.2 流量控制器硬件设计 |
| 5.4.3 流量控制器PLC程序 |
| 5.5 集热支路出口温度控制系统方案 |
| 5.5.1 集热场分布式控制系统网络结构 |
| 5.5.2 集热支路出口熔盐温度控制系统方案 |
| 5.6 本章小结 |
| 6.结论与展望 |
| 6.1 主要结论 |
| 6.2 主要创新 |
| 6.3 工作展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间的研究成果 |
（3）基于光谱-空间优化的新型高温真空集热管及槽式热发电系统研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.1.1 全球能源现状 |
| 1.1.2 太阳能资源分布 |
| 1.1.3 太阳能热利用技术 |
| 1.2 太阳能聚光高温热发电技术 |
| 1.2.1 槽式系统 |
| 1.2.2 菲涅尔系统 |
| 1.2.3 碟式系统 |
| 1.2.4 塔式系统 |
| 1.3 槽式太阳能热发电系统研究现状 |
| 1.3.1 槽式太阳能真空集热管 |
| 1.3.2 太阳能热发电系统 |
| 1.4 本文主要研究内容 |
| 第2章 太阳能光谱选择性吸收涂层和双涂层槽式真空集热管的理论研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 选择性吸收涂层光谱分布特性 |
| 2.3 真空集热管传热分析模型及验证 |
| 2.3.1 集热管热损模型 |
| 2.3.2 热效率计算模型 |
| 2.3.3 集热单元年度集热量计算模型 |
| 2.3.4 模型验证 |
| 2.4 选择性吸收涂层光谱优化设计及参数分析 |
| 2.4.1 截止波长优化 |
| 2.4.2 谱坡宽度 |
| 2.4.3 吸收率和发射率分析 |
| 2.4.4 年收益截止波长优化 |
| 2.5 双涂层真空管设计及初步性能预测 |
| 2.5.1 双涂层集热管设计 |
| 2.5.2 集热管初步性能预测 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 槽式真空集热管设计及实验研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 集热管设计及加工制造 |
| 3.3 实验测试平台 |
| 3.3.1 玻璃外管及膜层发射率测试 |
| 3.3.2 槽式真空集热管热损测试平台 |
| 3.4 集热管热损测试与评价方法 |
| 3.4.1 基于CFD模型的热损计算方法 |
| 3.4.2 槽式真空集热管热损性能测试方法 |
| 3.4.3 槽式真空集热管热损性能测试误差分析 |
| 3.5 结论 |
| 3.5.1 实验结果 |
| 3.5.2 性能预测 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 基于新型集热管太阳能热发电系统的性能研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 系统数学模型 |
| 4.2.1 太阳能集热场子系统 |
| 4.2.2 传热工质的传热模型 |
| 4.2.3 热力循环子系统 |
| 4.2.4 能量平衡模型 |
| 4.2.5 模型验证 |
| 4.3 结果和讨论 |
| 4.3.1 区域选择和设计配置 |
| 4.3.2 能量转化过程 |
| 4.3.3 运行温度优化 |
| 4.3.4 经济性分析 |
| 4.3.5 敏感性分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 槽式直接蒸汽-熔融盐复合热发电系统研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 电站描述 |
| 5.2.1 系统配置 |
| 5.2.2 动力循环 |
| 5.2.3 电站位置 |
| 5.3 系统数学模型 |
| 5.3.1 水工质传热和水力模型 |
| 5.3.2 热效率和(?)效率模型 |
| 5.4 结果与讨论 |
| 5.4.1 设计参数对比 |
| 5.4.2 模型验证 |
| 5.4.3 典型天的热效率和(?)效率分析 |
| 5.4.4 系统能量平衡分析 |
| 5.4.5 年性能分析 |
| 5.4.6 经济性分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 全文总结与展望 |
| 6.1 工作总结 |
| 6.2 创新点 |
| 6.3 工作展望 |
| 参考文献 |
| 附录1 符号表 |
| 附录2 图清单 |
| 附录3 表清单 |
| 致谢 |
| 攻博期间发表的学术论文与取得的其他研究成果 |
（4）基于TRNSYS的太阳能供暖系统流量性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 太阳能供暖系统 |
| 1.3 太阳能供暖系统流量性能研究现状 |
| 1.3.1 国内流量性能研究现状 |
| 1.3.2 国外流量性能研究现状 |
| 1.4 课题研究目的及创新点 |
| 1.5 本课题的研究内容 |
| 2 太阳能供暖系统实验平台 |
| 2.1 供暖系统组成 |
| 2.2 系统各部分设备选型和设计参数 |
| 2.2.1 集热器选型与参数 |
| 2.2.2 水箱选型与参数 |
| 2.2.3 循环水泵选型与参数 |
| 2.2.4 流量计选型与参数 |
| 2.2.5 风机盘管选型与参数 |
| 2.2.6 循环管道选型与参数 |
| 2.3 系统流量性能概述 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 太阳能供暖系统仿真模型的建立 |
| 3.1 系统模拟软件TRNSYS |
| 3.2 太阳能供暖系统数学模型建立 |
| 3.2.1 太阳辐射强度数学模型 |
| 3.2.2 集热器数学模型 |
| 3.2.3 储热水箱数学模型 |
| 3.2.4 供暖网道热力数学模型 |
| 3.2.5 循环水泵数学模型 |
| 3.2.6 闸阀数学模型 |
| 3.2.7 风机盘管散热模型 |
| 3.2.8 系统控制模型 |
| 3.3 TRNSYS仿真模型建立 |
| 3.3.1 TRNSYS模型部件 |
| 3.3.2 TRNSYS仿真模型 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 太阳能供暖系统TRNSYS仿真模型验证及结果分析 |
| 4.1 TRNSYS仿真模型各参数确定 |
| 4.1.1 仿真模型时间设定 |
| 4.1.2 集热器最佳倾角的确定 |
| 4.1.3 集热器最佳面积的确定 |
| 4.1.4 TRNSYS模型初始参数确定 |
| 4.2 仿真模型的气象状况 |
| 4.2.1 太阳辐照度 |
| 4.2.2 室外温度 |
| 4.3 实验结果分析 |
| 4.3.1 集热器出口温度分析 |
| 4.3.2 储热水箱出口温度分析 |
| 4.3.3 室内温度分析 |
| 4.3.4 集热与供热流量分析 |
| 4.4 误差分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 太阳能供暖系统热性能流量影响分析 |
| 5.1 系统集热与供热侧流量理论分析 |
| 5.2 流量对供热设备温度影响分析 |
| 5.2.1 供热侧流量对储热水箱与集热器温度影响分析 |
| 5.2.2 集热侧流量对储热水箱与集热器温度影响分析 |
| 5.2.3 流量调节可行性分析 |
| 5.3 水力失调度对室内热性能影响的分析 |
| 5.4 流量调节对室内热舒适性与节能性影响分析 |
| 5.4.1 基于室内热舒适性对流量调节可行性分析 |
| 5.4.2 基于节能性对流量调节可行性分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 结论与展望 |
| 参考文献 |
| 在学研究成果 |
| 致谢 |
| 索引 |
（5）直通式全玻璃真空集热器热性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 主要符号表 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.1.1 能源现状 |
| 1.1.2 太阳能热利用 |
| 1.2 太阳能集热器概述 |
| 1.2.1 平板式太阳能集热器概述 |
| 1.2.2 全玻璃真空管太阳能集热器概述 |
| 1.2.3 热管式真空管太阳能集热器概述 |
| 1.2.4 聚焦太阳能集热器概述 |
| 1.3 研究内容和方法 |
| 1.4 研究意义 |
| 第二章 直通式全玻璃真空集热器设计及可行性研究 |
| 2.1 直通式全玻璃真空集热器的设计 |
| 2.2 直通式全玻璃真空管集热器安全可行性研究 |
| 2.2.1 理论计算研究 |
| 2.2.2 破碎实验研究 |
| 2.3 本章小结 |
| 第三章 直通式全玻璃真空管集热器热仿真模拟研究 |
| 3.1 直通式全玻璃真空集热管热仿真模型 |
| 3.1.1 ANSYS简介 |
| 3.1.2 模型建立 |
| 3.1.3 网格划分 |
| 3.1.4 边界条件 |
| 3.2 直通式全玻璃真空集热管热仿真模拟分析 |
| 3.3 直通式全玻璃真空集热管温度场影响因素模拟分析 |
| 3.3.1 工质流速对温度场的影响 |
| 3.3.2 工质入口温度对温度场的影响 |
| 3.3.3 直射辐照强度对温度场的影响 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 直通式全玻璃真空集热器的传热性能研究 |
| 4.1 直通式全玻璃真空集热管能量分析 |
| 4.1.1 一维传热模型 |
| 4.1.2 传热过程分析 |
| 4.2 直通式全玻璃真空集热管的热性能参数 |
| 4.2.1 直通式全玻璃真空集热管的热损失系数 |
| 4.2.2 直通式全玻璃真空集热管的瞬时热效率 |
| 4.2.3 集热管的效率因子及热转移因子 |
| 4.2.4 直通式全玻璃真空集热管的工质进出口温差 |
| 4.3 基于MATLAB的集热管热性能影响因素模拟分析 |
| 4.3.1 模型计算方法 |
| 4.3.2 热损失模拟分析 |
| 4.3.3 瞬时热效率模拟分析 |
| 4.3.4 进出口温差模拟分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 直通式全玻璃真空集热器热性能实验研究 |
| 5.1 直通式全玻璃真空集热管热性能实验研究 |
| 5.1.1 实验方法 |
| 5.1.2 实验平台的搭建 |
| 5.1.3 实验器材 |
| 5.1.4 实验数据测量及注意事项 |
| 5.1.5 实验结果与分析 |
| 5.2 直通式全玻璃集热管与传统U型集热管热性能实验对比 |
| 5.2.1 实验方法 |
| 5.2.2 实验平台搭建 |
| 5.2.3 实验结果与分析 |
| 5.3 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间所获得的研究成果 |
| 致谢 |
（6）槽式集热平台光热协同分解二氧化碳（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 现有的太阳能利用方式 |
| 1.2.1 太阳能光利用 |
| 1.2.1.1 太阳能光伏发电技术 |
| 1.2.1.2 太阳能光化学制备燃料 |
| 1.2.2 太阳能热利用 |
| 1.2.2.1 太阳能热化学制备燃料技术 |
| 1.2.2.2 太阳能光热发电技术 |
| 1.3 光热协同制备太阳能燃料 |
| 1.4 太阳能燃料生产与太阳能集热技术耦合的优势 |
| 1.5 本文研究的主要内容 |
| 2 实验系统搭建及实验用品 |
| 2.1 实验系统组成 |
| 2.1.1 光路系统 |
| 2.1.1.1 光热协同反应集热系统模拟光源 |
| 2.1.1.2 菲涅尔聚光板 |
| 2.1.1.3 抛物槽式反光板 |
| 2.1.2 油路系统 |
| 2.1.2.1 反应器内管 |
| 2.1.2.2 补热测量综合控制柜 |
| 2.1.2.3 油路其他部分 |
| 2.1.3 气路系统 |
| 2.1.3.1 光热协同反应器 |
| 2.1.3.2 气相色谱分析仪 |
| 2.2 反应器设计与镀膜方法讨论 |
| 2.2.1 反应器设计 |
| 2.2.2 其他镀膜方法试验与讨论 |
| 2.3 实验仪器与试剂 |
| 3 实验开展及结果分析 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 系统前期运行及参数分析 |
| 3.2.1 光辐射能量计算 |
| 3.2.2 系统运行参数确定 |
| 3.3 实验开展及结果分析 |
| 3.3.1 实验方案 |
| 3.3.2 实验样品制备 |
| 3.3.2.1 P25(TiO_2)材料 |
| 3.3.2.2 Cu负载P25(TiO_2)材料 |
| 3.3.3 实验结果分析 |
| 3.3.3.1 P25(TiO_2)材料 |
| 3.3.3.2 Cu负载P25(TiO_2)材料 |
| 3.3.3.3 反应结果分析讨论 |
| 3.4 本章小结 |
| 4.系统能量利用效率计算及热损失分析 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 系统效率分析计算 |
| 4.2.1 光热协同反应子系统 |
| 4.2.2 槽式集热子系统效率 |
| 4.3 反应系统热损失分析 |
| 4.4 根据传热计算系统的集热效率 |
| 4.5 槽式光热协同集热反应系统能流分析 |
| 4.6 光热协同槽式反应平台未来的优化思路 |
| 4.7 本章小结 |
| 5 全文总结与工作展望 |
| 5.1 全文总结 |
| 5.2 本文的创新点 |
| 5.3 未来工作展望 |
| 参考文献 |
（7）基于太阳能真空管的复合抛物聚光器光热性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 主要符号命名表 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 太阳能光热转化系统 |
| 1.2.1 非聚光型系统 |
| 1.2.2 聚光型系统 |
| 1.3 复合抛物聚光器(CPC) |
| 1.4 CPC太阳能真空管集热系统应用现状 |
| 1.5 论文主要工作 |
| 第二章 CPC耦合型真空管模型构建及几何结构 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 传统式太阳能真空管集热系统 |
| 2.3 圆管型CPC的几何特性 |
| 2.3.1 面形数学模型推导 |
| 2.3.2 面形长度计算 |
| 2.3.3 几何聚光比 |
| 2.3.4 CPC的高度 |
| 2.4 CPC真空管几何结构 |
| 2.4.1 物理模型构建 |
| 2.4.2 真空管采光面上的角度计算 |
| 2.4.3 几何结构分析 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 CPC耦合型真空管光学特性 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 光学模拟 |
| 3.2.1 参数设定 |
| 3.2.2 光线追迹 |
| 3.2.3 光线路径对比分析 |
| 3.3 直辐射光学效率分析 |
| 3.4 光学效率计算 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 CPC耦合型真空管集热性能 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 集热理论模型的建立与分析 |
| 4.2.1 假设条件 |
| 4.2.2 传热物理模型及热阻网络 |
| 4.2.3 一维稳态传热数学模型 |
| 4.2.4 热效率计算 |
| 4.2.5 模型求解 |
| 4.3 热系统装置及其实验研究 |
| 4.3.1 实验所需的主要装置 |
| 4.3.2 必要附加器件 |
| 4.3.3 对比测试系统 |
| 4.3.4. 倾斜面上的辐照度计算 |
| 4.3.5 实验测量的不确定度 |
| 4.3.6 均方根误差(RMSE) |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 真空管光热性能分析与讨论 |
| 5.1 光学性能分析 |
| 5.1.1 气象数据 |
| 5.1.2 光学效率 |
| 5.1.3 真空管吸收的太阳辐射能 |
| 5.2 集热性能分析 |
| 5.2.1 管内流体温度和管壁温度 |
| 5.2.2 各传热环节的热阻分析 |
| 5.2.3 集热效率分析 |
| 5.2.4 天气状况对真空管性能的影响 |
| 5.3 其它影响因素分析 |
| 5.3.1 CPC反射器的修正系数 |
| 5.3.2 吸收涂层的发射率 |
| 5.3.3 真空管倾角偏差 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 结论及研究展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 本文创新点 |
| 6.3 研究展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 攻读硕士学位期间的科研工作及其研究成果 |
| 一、参与的科研项目 |
| 二、已发表或即将发表的学术论文 |
| 三、专利申请 |
| 四、所获得的的奖励及证书 |
（8）优化型圆形吸收体复合抛物聚光器光学性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 符号说明 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 研究背景及意义 |
| 1.3 复合抛物聚光器的研究发展 |
| 1.3.1 聚光器结构研究 |
| 1.3.2 聚光器特性研究 |
| 1.3.3 复合抛物聚光器集热性能研究 |
| 1.3.4 聚光器应用研究 |
| 1.4 研究内容 |
| 第二章 优化型复合抛物聚光器面形模型构建及验证 |
| 2.1 标准型圆形吸收体复合抛物聚光器数学模型及特性分析 |
| 2.1.1 标准型复合抛物聚光器 |
| 2.1.2 标准型复合抛物聚光器特性分析 |
| 2.2 优化型圆形吸收体复合抛物聚光器数学模型构建 |
| 2.2.1 优化型复合抛物聚光器渐开线数学模型构建 |
| 2.2.2 优化型复合抛物聚光器上部曲线数学模型构建 |
| 2.3 面形特性分析 |
| 2.3.1 面形起点分析 |
| 2.3.2 光路分析 |
| 2.4 优化型圆形吸收体复合抛物聚光器面形验证 |
| 2.4.1 聚光器面形模拟实验平台搭建 |
| 2.4.2 激光跟踪验证 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 优化型复合抛物聚光器光学特性分析 |
| 3.1 优化型复合抛物聚光器光学特性参数分析 |
| 3.1.1 光学特性模型 |
| 3.1.2 光学特性数值求解及分析 |
| 3.2 光学性能仿真实验 |
| 3.2.1 光学仿真验证及分析 |
| 3.2.2 吸收体表面能流密度分布分析 |
| 3.3 本章小结 |
| 第四章 优化型复合抛物聚光器采光性能 |
| 4.1 光学性能数值模型 |
| 4.2 系统集热特性研究 |
| 4.3 本章小结 |
| 第五章 结论与展望 |
| 5.1 结论 |
| 5.2 展望 |
| 5.3 创新点 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 :攻读硕士学位期间的科研工作与论文发表情况 |
（9）抛物面槽式太阳能集热器聚光传热机理及热性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 物理量名称及符号表 |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景及研究目的和意义 |
| 1.2 槽式太阳能聚光发电技术简介 |
| 1.2.1 槽式太阳能聚光发电系统构成及发展 |
| 1.2.2 抛物面槽式太阳能集热器简介 |
| 1.3 抛物面槽式太阳能集热器的光热性能研究现状 |
| 1.3.1 光学性能的研究现状 |
| 1.3.2 非理想光学因素的影响研究现状 |
| 1.3.3 热性能的研究现状 |
| 1.3.4 研究现状总结与问题简析 |
| 1.4 本文的主要研究内容 |
| 第2章 理想条件下抛物面槽式集热器光学性能的模拟及几何阐释 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 蒙特卡洛光线追踪(MCRT)方法的建模与验证 |
| 2.2.1 MCRT方法的基本原理 |
| 2.2.2 随机变量抽样 |
| 2.2.3 数学模型的建立 |
| 2.2.4 参数定义与模型验证 |
| 2.3 理想聚光过程的几何分析 |
| 2.4 结构参数对集热器光学性能的影响 |
| 2.4.1 开口宽度的影响 |
| 2.4.2 焦距的影响 |
| 2.4.3 吸热管外径的影响 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 非理想条件下抛物面槽式集热器光学性能的模拟与理论分析 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 非理想光学因素的表征 |
| 3.2.1 太阳形状 |
| 3.2.2 光学误差 |
| 3.2.3 入射角 |
| 3.3 坐标转换与抽样模型建立 |
| 3.3.1 坐标转换分析 |
| 3.3.2 有效太阳形状建模及光线抽样 |
| 3.4 非理想光学因素的影响 |
| 3.4.1 有效太阳形状的影响 |
| 3.4.2 追踪误差与镜面形状误差的影响 |
| 3.4.3 吸热管偏移误差的影响 |
| 3.4.4 入射角的影响 |
| 3.5 光学性能的理论分析 |
| 3.5.1 临界直径的理论推导 |
| 3.5.2 光学效率的理论算法 |
| 3.5.3 算法对比及结果分析 |
| 3.5.4 有效太阳形状尺寸 |
| 3.5.5 光学效率变化的理论解释 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 直通式光滑槽式太阳能集热管热性能模拟研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 物理模型及材料属性 |
| 4.2.1 物理模型 |
| 4.2.2 材料属性 |
| 4.3 数值模型建立与验证 |
| 4.3.1 传热过程分析及数据处理 |
| 4.3.2 数值模型的建立与求解 |
| 4.3.3 网格划分及无关性验证 |
| 4.3.4 模拟结果分析及验证 |
| 4.4 集热管的基本热性能分析 |
| 4.4.1 流体温度及速度分布 |
| 4.4.2 吸热管壁温度分布 |
| 4.4.3 玻璃套管壁温度分布 |
| 4.4.4 集热管热损失及效率分析 |
| 4.5 运行参数对热性能的影响 |
| 4.5.1 质量流量的影响 |
| 4.5.2 入口温度的影响 |
| 4.6 环境条件对热性能的影响 |
| 4.6.1 太阳辐射强度的影响 |
| 4.6.2 环境温度的影响 |
| 4.6.3 环境风速的影响 |
| 4.7 非理想光学因素对热性能的影响 |
| 4.7.1 太阳形状的影响 |
| 4.7.2 镜面反射误差的影响 |
| 4.7.3 镜面形状误差的影响 |
| 4.7.4 追踪误差的影响 |
| 4.7.5 吸热管偏移误差的影响 |
| 4.7.6 入射角的影响 |
| 4.8 本章小结 |
| 第5章 单侧螺旋内肋集热管热性能模拟研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 内肋管强化传热基本原理及单侧螺旋内肋吸热管的提出 |
| 5.2.1 内肋管强化传热基本原理 |
| 5.2.2 强化传热管流动传热性能评价方法 |
| 5.2.3 单侧螺旋内肋吸热管的提出 |
| 5.3 流动传热数值模型建立及验证 |
| 5.3.1 模型选择及求解 |
| 5.3.2 网格划分及无关性验证 |
| 5.3.3 数值模型验证 |
| 5.4 单侧螺旋内肋吸热管与传统光滑吸热管性能对比 |
| 5.4.1 传热性能对比分析 |
| 5.4.2 场协同对比分析 |
| 5.4.3 水力特性对比分析 |
| 5.5 单侧螺旋内肋吸热管与全螺旋内肋吸热管性能对比 |
| 5.6 肋条结构参数对单侧螺旋内肋吸热管性能的影响 |
| 5.6.1 肋条间距的影响 |
| 5.6.2 肋条高度的影响 |
| 5.6.3 肋顶圆半径的影响 |
| 5.6.4 肋底圆角半径的影响 |
| 5.6.5 肋条螺旋角的影响 |
| 5.7 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的论文及其它成果 |
| 致谢 |
| 个人简历 |
（10）基于负能流区优化的新型真空集热管理论和实验研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 太阳能利用技术 |
| 1.1.1 世界太阳能资源分布 |
| 1.1.2 太阳能热利用技术 |
| 1.2 太阳能槽式聚光集热系统的研究及应用 |
| 1.2.1 抛物槽式聚光器 |
| 1.2.2 太阳能真空集热管 |
| 1.2.3 聚光跟踪系统 |
| 1.2.4 槽式聚光集热系统的应用 |
| 1.3 太阳能真空集热管传热分析和优化设计 |
| 1.4 本文主要研究内容 |
| 第2章 基于光谱-空间耦合的真空集热管传热分析方法及周向负能流区 |
| 2.1 真空集热管光谱谱带重叠现象 |
| 2.2 真空集热管光谱热辐射模型 |
| 2.2.1 一维传热模型 |
| 2.2.2 光谱热阻网络 |
| 2.2.3 外管对流散热 |
| 2.2.4 黑体发射功率 |
| 2.2.5 光谱热辐射和总热辐射量 |
| 2.2.6 模型的求解 |
| 2.3 真空集热管空间光强模型 |
| 2.4 真空集热管周向负能流区 |
| 2.4.1 热辐射光谱分布 |
| 2.4.2 空间光强分布 |
| 2.4.3 周向负能流区 |
| 2.5 太阳能真空集热管新型优化设计策略 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 带辐射遮热板集热管测试系统及实验研究 |
| 3.1 辐射遮热板的设计和优化 |
| 3.2 小型带辐射遮热板真空集热管 |
| 3.3 标准型带辐射遮热板真空集热管 |
| 3.4 实验平台及实验设备 |
| 3.4.1 小型NHCE-RS室内热损实验平台 |
| 3.4.2 标准型NHCE-RS室内热损和室外热效率实验平台 |
| 3.4.3 实验设备 |
| 3.5 性能评价方法及实验误差分析 |
| 3.5.1 真空集热管性能评价方法 |
| 3.5.2 真空集热管实验误差分析 |
| 3.6 小型NHCE-RS热损测试与分析 |
| 3.6.1 小型真空集热管测试准稳态过程 |
| 3.6.2 NHCE-RS-SAC和NHCE-RS-PA热损 |
| 3.6.3 热损敏感性分析 |
| 3.7 标准型NHCE-RS-SAC热损及热效率测试与分析 |
| 3.7.1 标准型真空集热管测试准稳态过程 |
| 3.7.2 标准型NHCE-RS-SAC热损 |
| 3.7.3 标准型NHCE-RS热效率 |
| 3.8 本章小结 |
| 第4章 带辐射遮热板真空集热管的理论研究 |
| 4.1 理论模型的建立 |
| 4.1.1 光谱热辐射模型 |
| 4.1.2 槽式系统集热模型 |
| 4.2 理论模型的求解 |
| 4.3 理论模型的验证 |
| 4.3.1 误差分析模型 |
| 4.3.2 光谱热辐射模型验证 |
| 4.3.3 槽式系统集热模型验证 |
| 4.4 高温NHCE-RS热损及参数分析 |
| 4.4.1 高温NHCE-RS热损 |
| 4.4.2 辐射遮热板外表面发射率 |
| 4.4.3 辐射遮热板内表面发射率 |
| 4.4.4 辐射遮热板直径 |
| 4.4.5 辐射遮热板角度 |
| 4.5 NHCE-RS-SAC综合效率及参数分析 |
| 4.5.1 NHCE-RS-SAC热效率和(?)效率 |
| 4.5.2 DNI对综合效率的影响 |
| 4.6 不同地区典型气象日性能分析 |
| 4.7 本章小结 |
| 第5章 带选择性透过遮热板真空集热管的初步理论研究 |
| 5.1 TRS光谱特性 |
| 5.2 TRS材料选择和结构设计 |
| 5.3 理论模型的建立和求解 |
| 5.4 模型验证 |
| 5.5 NHCE-TRS热损和参数分析 |
| 5.5.1 NHCE-TRS热损 |
| 5.5.2 TRS内表面发射率 |
| 5.5.3 TRS外表面发射率 |
| 5.6 NHCE-TRS综合效率分析 |
| 5.7 本章小结 |
| 第6章 外管膜层优化真空集热管的初步理论研究 |
| 6.1 IRR光谱特性 |
| 6.1.1 理想IRR光谱选择特征曲线 |
| 6.1.2 最佳截止波长 |
| 6.2 IRR材料选择和结构设计 |
| 6.3 理论模型的建立和求解 |
| 6.4 模型验证 |
| 6.5 NHCE-IRR热损及参数分析 |
| 6.5.1 最佳截止波长 |
| 6.5.2 NHCE-IRR热损分析 |
| 6.5.3 NHCE-IRR-I参数分析 |
| 6.6 NHCE-IRR综合效率分析 |
| 6.6.1 NHCE-IRR综合性能对比 |
| 6.6.2 NHCE-IRR热效率和?效率 |
| 6.7 本章小结 |
| 第7章 全文工作总结与展望 |
| 7.1 本文主要工作 |
| 7.2 后续工作展望 |
| 参考文献 |
| 附录1 符号表 |
| 致谢 |
| 在读期间发表的学术论文与取得的其他研究成果 |
四、太阳真空集热管真空度测量模型的特性参数分析（论文参考文献）
- [1]建筑太阳能集热器热过程研究[D]. 孙成鹏. 北京建筑大学, 2021(01)
- [2]熔盐线性菲涅尔式光热电站集热系统关键技术研究[D]. 孔令刚. 兰州交通大学, 2021(01)
- [3]基于光谱-空间优化的新型高温真空集热管及槽式热发电系统研究[D]. 杨洪伦. 中国科学技术大学, 2021(09)
- [4]基于TRNSYS的太阳能供暖系统流量性能研究[D]. 郭锦伟. 内蒙古科技大学, 2020(01)
- [5]直通式全玻璃真空集热器热性能研究[D]. 李国帅. 东南大学, 2020(01)
- [6]槽式集热平台光热协同分解二氧化碳[D]. 刘晓曈. 浙江大学, 2020(07)
- [7]基于太阳能真空管的复合抛物聚光器光热性能研究[D]. 夏恩通. 昆明理工大学, 2020(04)
- [8]优化型圆形吸收体复合抛物聚光器光学性能研究[D]. 高崇. 昆明理工大学, 2020(05)
- [9]抛物面槽式太阳能集热器聚光传热机理及热性能研究[D]. 邹斌. 哈尔滨工业大学, 2019(01)
- [10]基于负能流区优化的新型真空集热管理论和实验研究[D]. 王其梁. 中国科学技术大学, 2019(08)