一種新型太陽能熱機的設計與實驗研究

摘要：本文設計并制造了一種結構緊湊、安裝成本低的新型太陽能熱機,可吸收太陽輻射能進而間歇性的向外界做功。該熱機主要包括點聚焦菲涅爾透鏡、石英玻璃窗、吸熱管、冷卻盤管、空氣罐、冷卻水箱,通過實驗研究了該熱機工作時各部件溫度動態變化特性,結果表明,當環境溫度為28℃,太陽輻射強度的平均值為788 W/m^2時,加熱100 min后,罐內空氣壓力可從0.100 MPa升至為0.121 MPa,吸熱管溫度最高可達到310℃;熱機排氣后進行冷卻時,在100 min后罐內空氣壓力可從0.100 MPa降為0.089 MPa。在加熱過程中法蘭太厚造成了巨大的熱容損失,導致罐內空氣的有效吸熱量較低,因此熱機需要在結構上做進一步的改進。此外,通過實驗研究還發現環境溫度對系統工作性能影響較小,實驗中熱機效率最高可達到22.01%。