Оптимизация работы солнечных параболоцилиндрических коллекторов

• Автор: Розыев, Батыр Аманович
• Шифр специальности: 05.14.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Ашхабад
• Количество страниц: 114 c. : ил

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ .
ГЛАВА I. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ИССЛЕДОВАНИЙ ПО ОПТИМИЗАЦИИ ПАРАБОЛОЦИЛИНДРИЧЕСКИХ КОЛЛЕКТОРОВ

1.1. Обзор работ по исследованию параболоцилинрических коллекторов .

1.2. Постановка задачи исследований

ГЛАВА 2. ОПТИМИЗАЦИЯ ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ПАРАБОЛОЦИЛИНДРИЧЕСКИХ КОЛЛЕКТОРОВ .

2.1. Выбор оптимального диаметра трубыприемника для параболоцилиндрического концентратора .
2.2. Выбор оптимального параболоцилиндрического концентратора с приемником в виде трубы .

ГЛАВА 3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ТЕПЛООБМЕНА НА

МОДЕЛИ КОТЛА ПАРАБОЛОЦИЯИЦЦРИЧЕСКОГО КОЛЛЕКТОРА

3.1. Экспериментальный стенд и методика проведения эксперимента .

3.2. Обработка и обсуждение результатов экспериментальных исследований
3.2.1. Определение местных температур на поверхности трубы и качественный анализ кривых распределения этих температур .
3.2.2. Определение значений средних по длине трубы коэффициентов теплоотдачи для различных положений трубы и их сравни
стр.
тельный анализ
3.2.3. Сравнение, полученных из эксперимента, значений средних по длине трубы коэффициентов теплоотдачи со значениями этих коэффициентов, вычисленными по известным из литерачуры формулам.
3.2.4. Получение обобщенных зависимостей в критериальном виде для определения средних по длине трубы коэффициентов теплоотдачи для данной серии экспериментов
ВЫВОДЫ.
СПИСОК ПРИНЯТЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ
ЛИТЕРАТУРА


Анализ литературных данных по солнечному отоплению показывает, что во многих странах, например в США, для отопительных целей используются установки типа "Горячий ящик", которые могут работать с удовлетворительным к. В условиях же Туркменской ССР, где в зимнее время расчетная наружная температура воздуха -П°С и ниже, наиболее эффективны для солнечного отопления параболоцилиндрические коллекторы, работа которых практически не зависит от температуры окружающей среды. По практическому применению параболоцилиндрических коллекторов в литературе имеется достаточное количество публикаций и рассмотреть их в одной работе практически невозможно. Поэтому учитывая то, что в нашей диссертационной работе рассматриваются вопросы, связанные с оптимизацией геометрических параметров и исследованием теплообмена в котлах параболоцилиндрических коллекторов, мы рассмотрели лишь те работы, которые посвящены решению этих задач, а также и другие работы, направленные на повышение эффективности параболоцилиндрических коллекторов. В работе /I/ приведены теоретические характеристики параболоцилиндрических коллекторов. Дан теоретический анализ работы параболоцилиндрических коллекторов, при котором принято, что отражающая поверхность образована перемещением параболы идеальной формы; фокальная ось параболы, образующей параболоцилиндрический концентратор, совпадает с направлением на центр Солнца, спектральные характеристики отражения одинаковы в любой точке параболоцилиндрического концентратора; солнечный диск по всей площади имеет одинаковую яркость, а его угловой размер постоянен и составляет *. Рассмотрены три типа параболоцилиндрических коллекторов: тип А, у которого работает только часть отражающей поверхности, расположенная между вершиной и фокальной плоскостью; тип Б, где работает только часть поверхности, расположенная снаружи фокальной плоскости, и тип В, где работает вся отражающая поверхность параболоцилиндрического концентратора по обе стороны плоского приемника. Определены значения критических углов охвата параболоцилиндрических концентраторов, при которых конус отраженных лучей начинает выходить за пределы приемника заданной ширины. Исследовано распределение плотности потока на передней и тыльной сторонах приемника. Для параболоцилиндрических коллекторов типов А и В существует оптимальная ширина приемника, при которой может быть сконцентрирована максимальная энергия. В параболоцилиндрических коллекторах типа Б приемник не экранирует отражающую поверхность, поэтому значение сконцентрированной энергии возрастает с увеличением ширины приемника. Даны рекомендации относительно предельных углов охвата параболоцилиндрических концентраторов. Если учесть, что рассматриваемый параболоцилиндрический коллектор предназначен для абсорбционной холодильной установки, то использование плоского приемника сопряжено с большими конструктивными сложностями, которые будут вызваны за счет высокого давления рабочего вещества в приемнике. Увеличение ширины плоского приемника, хотя и по заявлению автора ведет к увеличению сконцентрированной энергии, вызывает нежелательную отсечку (затенение) отражающей поверхности. К тому же, как показывают исследования, проведенные нами /2,3/ и другими авторами, плоские приемники не являются оптимальными, дающими максимальное улавливание отраженной солнечной радиации. Так, в работе /4,5/ проведена оптимизация формы сечения трубы (котла) параболоцилиндрического коллектора. Проведено теоретическое сопоставление различных форм сечения трубы, располагаемой в фокальной линии концентратора. Результаты приведены в виде кривых, показывающих зависимость теоретически достижимого коэффициента концентрации системы от величины относительного отверстия зеркала. Сопоставлены трубы, имеющие в сечении форму вытянутого прямоугольника, а также окружности, эллипса и параболы, направленных вершинами в противоположные стороны. Последнее сечение теоретически позволяет получить максимальную концентрацию, однако практический интерес представляют приемники в виде труб эллиптического сечения, которые позволяют получать концентрацию, незначительно уступающую теоретически достижимому значению.