一种新型太阳能热机的设计与实验研究

作     者：王璐 苑中显 杜春旭 WANG Lu;YUAN Zhong-Xian;DU Chun-Xu

作者机构：北京工业大学环境与能源工程学院 

出 版 物：《工程热物理学报》 (Journal of Engineering Thermophysics)

年 卷 期：2019年第40卷第10期

页      面：2239-2245页

核心收录：

学科分类：080703[工学-动力机械及工程] 08[工学] 0807[工学-动力工程及工程热物理] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 0802[工学-机械工程] 0702[理学-物理学] 0801[工学-力学（可授工学、理学学位）] 

基　　金：国家重点基础研究发展计划(973计划)资助项目(No.2015CB251303) 

主　　题：太阳能热机 菲涅尔透镜 吸热管 热机效率 

摘      要：本文设计并制造了一种结构紧凑、安装成本低的新型太阳能热机,可吸收太阳辐射能进而间歇性的向外界做功。该热机主要包括点聚焦菲涅尔透镜、石英玻璃窗、吸热管、冷却盘管、空气罐、冷却水箱,通过实验研究了该热机工作时各部件温度动态变化特性,结果表明,当环境温度为28℃,太阳辐射强度的平均值为788 W/m^2时,加热100 min后,罐内空气压力可从0.100 MPa升至为0.121 MPa,吸热管温度最高可达到310℃;热机排气后进行冷却时,在100 min后罐内空气压力可从0.100 MPa降为0.089 MPa。在加热过程中法兰太厚造成了巨大的热容损失,导致罐内空气的有效吸热量较低,因此热机需要在结构上做进一步的改进。此外,通过实验研究还发现环境温度对系统工作性能影响较小,实验中热机效率最高可达到22.01%。