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槽式太阳能热发电技术是目前可再生能源领域的研究热点。其中的关键部件就是抛物面聚光集热器。 本文在总结了国内外聚光集热器光学和热性能分析的发展现状和最新动态的基础上,对槽式聚光集热器的聚光特性和集热管流动换热性能等进行了一系列有益的探索和研究。主要的研究内容和研究成果概括如下: 1)为了分析集热器聚光的散焦现象和得到吸收管表面热流分布情况,建立了聚光分析的基础模型。并运用几何分析的方法,对散焦现象的产生原因进行了深入分析,同时推导出入射角对聚光散焦的影响,以及相关的函数关系式。通过软件模拟实际运行的槽式抛物面集热器在不同入射角下的聚光情况,验证了所推导的关系式的正确性。 2)为了探明集热管的热性能,通过分析集热器的工作原理和传热机制,基于传统的一维稳态传热模型,针对本文后续试验的DSG模式,对管内流体换热的对流传热系数的相关关联式进行了细分和优化,更接近于真实流动情况;考虑到吸收管周向能流密度分布的不均匀,建立了非均匀热流密度传热模型。通过验证,表明本模型要优于传统一维传热模型。 3)为了得到集热器在实际运行中的热性能和其影响因素,建立了用于槽式聚光集热器光热性能室外研究的试验台,采用东南大学和三乐集团共同开发的高温真空集热管在江宁抛物槽集热器的进行性能测试。并对结果进行分析,研究集热器效率和集热管热损失的各种影响因素。