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答辩人：王志 指导教师：赵力 日期：6月25日,槽式太阳能集热器 聚光传热过程的数值模拟,目录,2,一 跟踪系统,二 一维传热模型,三 蒙特卡罗光线追踪法,四 展望,目录,3,一 跟踪系统,二 一维模型,三 蒙特卡罗光线追踪,四 展望,槽式太阳能集热器简介,太阳的运动方式,= 12 15,地球,太阳,南北：赤纬角,=23.45 sin 360 284+ 365,东西：时角,跟踪系统,种类： 双轴跟踪 单轴跟踪：南北轴、东西轴,东西轴,目录,7,一 跟踪系统,二 一维传热模型,三 蒙特卡罗光线追踪,四 展望,一维传热模型,传入控制体的净热流量=控制体热力学能的增量,= ,差分：= + ,3个控制体的方程： 3,1 = 3,3 + 3,1, + 3,1 = 3,3 1 3,1 + 3,1,(1),(2),(3),(4),净热流的计算,玻璃管： = _ _ ,导热油： = _ ( ),吸收管： = _ _ ,glass envelope,absorber,heat transfer fluid,太阳辐射热流的计算, = 0 0 ,反射面 张口面积,= , = cos + 1 + 2 2, =1 tan ,入射角的计算方法,太阳辐射热流的计算, = 0 0 ,形状因子,透射率吸收率乘积, = =0 (1)(1) = 1(1)(1), 1.01,1,模型的验证,灵敏度分析,= 0 0,导热油流量对集热效率的影响,= ( 2 2 1 1 ) ,目录,15,一 跟踪系统,二 一维模型,三 蒙特卡罗光线追踪法,四 展望,蒙特卡罗光线追踪法,吸收管,1.确定光子参数,流程图,光子到达反射镜的位置： 0 = 1 0 = 2 + 2 0 =+ 0 2 4,1.确定光子参数,流程图,=arc sin 3 sin 2 =2 4,光子入射方向向量： = sin cos = sin sin = cos ,sin = ,2.光子是否被吸收管拦截,流程图,入射直线参数方程： = 0 + = 0 + = 0 + , 0 + 2 + 0 + 2 = 2,3.反射,流程图, = = 0 0 2 sin sin + cos 1+ 0 2 4 2 = + 0 sin sin +2 cos 1+ 0 2 4 2, =2 + ,随机数 5 如果 5 0 ，那么就认为光子能被抛 物镜反射，否则光子被抛物镜吸收。,4.透射,流程图,随机数 6 将 6 和玻璃管的透射率比较,5.到达吸收管？,流程图, 0 ,6.吸收,流程图,随机数 7 将 7 和吸收管的吸收率进行比较,7.计算光子的分布,流程图,= 0 2 + 0 2, ,8.计算热流分布,流程图,光子携带的能量： = , = = ,模拟结果,聚光比 LCR= ,0 ,90,印证末端损失系数 ,公式： =1 tan =0.9144 模拟： =0.9587 相差4.8%,目录,28,一 跟踪系统,二 一维模
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