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一种新型腔式吸热器的设计与实验研究


    腔体吸热器设计
    腔体吸热器的形状很多,如图1所示,有圆柱形、球形、椭圆形、圆锥形及复合圆锥形等。

    但根据碟式聚光镜聚光后的焦平面处辐射能能流分布图,见图2。选择圆锥形作为吸热器的基本形状,因为这种形状能量大吸收进入腔体的能量。图3为我们设计腔体吸热器的简图。

    腔体吸热器热损主要有四个方面,即:腔体内表面对聚焦光的反射热损失、腔体内表面通过采光口的辐射损失、腔体采光口的对流热损失及腔体壁面的导热损失。尽可能的减少这四种热损失是研制高效吸热器的关键所在。

    下面是计算四种热损失的近似公式:
    根据Umarov1983公式可得出腔体的反射热损失为:
    PREFCOV=ρCOV ×ΔPAP
    ={1-aw/1-[(1-aw)(1-A2/A1)]}ΔPAP    (1)1

    式中:α-腔体壁面材料对太阳辐射的吸收系数;A-腔式吸热器内腔面积;A-吸热器采光口面积。ΔPAP-腔式吸热器采光口截获的聚焦能量。

    根据这个公式主要确定吸热器腔口的直径的大小,因为腔口直径直接决定着反射热损失。
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