日光溫室作為我國(guó)設(shè)施農(nóng)業(yè)的重要組成部分,為我國(guó)的農(nóng)業(yè)種植產(chǎn)業(yè)帶來(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)效益,它有效的解決了我國(guó)北方地區(qū)冬季反季節(jié)蔬菜種植的問(wèn)題。但是日光溫室普遍采用被動(dòng)集熱蓄熱方式向室內(nèi)供熱,一旦遇到復(fù)雜天氣,日光溫室對(duì)熱環(huán)境的調(diào)控能力就會(huì)遭到限制,因此將太陽(yáng)能集熱供熱技術(shù)引入日光溫室中以滿(mǎn)足冬季溫室作物對(duì)熱環(huán)境的需求。然而目前對(duì)日光溫室太陽(yáng)能主動(dòng)集熱蓄熱技術(shù)的研究還不夠深入,尤其是針對(duì)我國(guó)西北地區(qū)氣候特點(diǎn)所開(kāi)發(fā)適用于日光溫室的高性能太陽(yáng)能集熱器缺乏系統(tǒng)性。為此,本文采用數(shù)值模擬分析和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)的方法,對(duì)日光溫室用雙管多曲面槽式空氣集熱器結(jié)構(gòu)優(yōu)化及其熱性能展開(kāi)一系列的研究,主要研究?jī)?nèi)容及結(jié)果具體如下。首先,基于雙管多曲面槽式空氣集熱器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),分析其聚光特性,并以光線(xiàn)匯聚率為評(píng)價(jià)指標(biāo),利用光學(xué)軟件TracePro模擬分析不同太陽(yáng)入射角和不同結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)集熱器聚光效率的影響。結(jié)果表明,集熱器的聚光效率會(huì)隨著太陽(yáng)入射角的增大而減小,當(dāng)太陽(yáng)入射角大于7°時(shí),光線(xiàn)匯聚率不足50%。集熱器的各個(gè)結(jié)構(gòu)參數(shù)也會(huì)影響聚光效率,太陽(yáng)入射角小于7°時(shí),當(dāng)進(jìn)光口寬度為570mm⁶70mm,總高度為5... 

【文章來(lái)源】：蘭州交通大學(xué)甘肅省

【文章頁(yè)數(shù)】：83 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖2.1雙管多曲面槽式空氣集熱器結(jié)構(gòu)

蘭州交通大學(xué)工程碩士學(xué)位論文-11-裂等情況，又因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、占地面積小，可以放置在西北地區(qū)日光溫室較厚的北墻頂上，運(yùn)行方便且安全。2.1.2聚光原理雙管多曲面槽式空氣集熱器的聚光反射器是由兩組對(duì)稱(chēng)復(fù)合拋物面反射鏡aceo和bdfo構(gòu)成，左右兩邊一次拋物面反射鏡分別由拋物線(xiàn)ao2與拋物線(xiàn)bo1經(jīng)過(guò)旋轉(zhuǎn)和平移得到的，P2和P1分別為這兩個(gè)拋物線(xiàn)的焦點(diǎn)，Wj是聚光器的進(jìn)光口ab的寬度；垂直與x軸的線(xiàn)段ce和df經(jīng)過(guò)平移得到二次反射平面鏡，其高度為h，Wc是聚光器的出光口cd的寬度；槽底聚光鏡是由拋物線(xiàn)eof旋轉(zhuǎn)平移得到的，其焦點(diǎn)P也是拋物線(xiàn)ao2與拋物線(xiàn)bo1的交點(diǎn)；集熱器的總高為H，如圖2.2所示，此集熱器的聚光原理：太陽(yáng)光線(xiàn)N透過(guò)集熱器玻璃蓋板，一部分N1會(huì)直接照射在兩根玻璃管接收器上，一部分N2會(huì)經(jīng)過(guò)一次拋物面反射鏡ac和bd聚焦到玻璃管接收器上，另一部分N3依此通過(guò)一次反射鏡、二次反射鏡以及槽底聚光器等多次反射聚焦到玻璃管接收器上，最后還有直接到槽底聚光器的一小部分N4。所以進(jìn)入集熱器聚光器的太陽(yáng)光線(xiàn)總數(shù)N就是N1、N2、N3、N4以及沒(méi)有聚焦到玻璃管接收器上逃離的光線(xiàn)數(shù)Ns之和。圖2.2雙管多曲面槽式空氣集熱器聚光原理為了提高雙管多曲面槽式空氣集熱器的聚光效率，本文對(duì)其聚光器結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化分析，因此建立了多曲面槽式聚光器的剖面幾何結(jié)構(gòu)圖，如圖2.2所示。建立直角坐標(biāo)系oxy，拋物線(xiàn)ao2與拋物線(xiàn)bo1的方程分別為公式(2.1)與公式(2.2)，槽底弧線(xiàn)eof的拋物線(xiàn)方程式表示為公式(2.3)；

蘭州交通大學(xué)工程碩士學(xué)位論文-13-的天數(shù)；式中為太陽(yáng)高度角；φ為地理緯度，蘭州為北緯36°03′；ω為時(shí)角15°。圖2.3太陽(yáng)高度角與集熱器傾斜角而太陽(yáng)入射角隨太陽(yáng)高度角的變化而變化，不同時(shí)刻的太陽(yáng)入射角等于正午時(shí)刻的太陽(yáng)高度角減去當(dāng)時(shí)的太陽(yáng)高度角。計(jì)算蘭州地區(qū)冬至日與夏至日白天內(nèi)太陽(yáng)高度角以及太陽(yáng)入射角在不同時(shí)刻的值，列于表2.1。表2.1蘭州地區(qū)不同時(shí)刻太陽(yáng)入射角和高度角時(shí)刻9:0010:0011:0012:0013:0014:0015:0016:0017:00冬至日太陽(yáng)高度角(°)8172429312924178太陽(yáng)入射角(°)2314720271423夏至日太陽(yáng)高度角(°)374961727472614937太陽(yáng)入射角(°)3725132021325372.3.2結(jié)構(gòu)參數(shù)為了提高雙管多曲面槽式空氣集熱器的聚光性能，分析研究集熱器的結(jié)構(gòu)并將其參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化處理。從圖2.2可以看出集熱器的結(jié)構(gòu)參數(shù)主要由集熱器進(jìn)光口寬度Wj、出光口寬度Wc、總高度H和二次反射平面鏡高度h確定，利用光學(xué)軟件TracePro并結(jié)合單一控制變量法依次分析Wj、Wc、H、h對(duì)集熱器聚光效率的影響。因?yàn)殡p管多曲面槽式空氣集熱器是放置在日光溫室的北墻頂上，所以不僅為了防止集熱器對(duì)后側(cè)溫室遮擋產(chǎn)生陰影，還要保證集熱器安置后的穩(wěn)定性以及工作人員安裝、檢查時(shí)站立的安全性，

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
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