太陽能光熱推進(jìn)聚光器的設(shè)計(jì)與研究.pdf

1、太陽能是自然界賦予人類的巨大財(cái)富，太陽通過內(nèi)部的氫聚變成氦的原子核反應(yīng)不停地釋放巨大的能量，并不斷向宇宙空間輻射能量。太陽能熱水器、太陽能空調(diào)等就利用了太陽到達(dá)地球表面的這部分能量。隨著航空航天和宇航事業(yè)的迅速發(fā)展，太陽能在航天器推進(jìn)系統(tǒng)中也得到了廣泛應(yīng)用。太陽能光熱推進(jìn)系統(tǒng)是一種比較先進(jìn)的推進(jìn)系統(tǒng)，具有區(qū)別于其他推進(jìn)系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)：推力范圍適中、比沖高、重量輕、使用壽命長、污染少。
　　 隨著航天事業(yè)的迅速發(fā)展，對航天器推進(jìn)系統(tǒng)的

2、研究變得至關(guān)重要。目前，太陽能光熱推進(jìn)系統(tǒng)在航天器上得到了應(yīng)用，太陽能光熱推進(jìn)系統(tǒng)主要由太陽能聚光器、吸收器/推力室和工質(zhì)貯存與供應(yīng)系統(tǒng)構(gòu)成，利用太陽能聚光器聚集太陽能直接加熱質(zhì)量較輕的工質(zhì)，工質(zhì)膨脹后通過噴管噴出而產(chǎn)生推力。由于聚光器是太陽能光熱推進(jìn)系統(tǒng)中的關(guān)鍵部分，因此對聚光器的研究顯得非常重要。
　　 本文考慮在太陽光不平行度的條件下，運(yùn)用蒙特卡洛方法對理想情況下以及考慮接收面位置誤差影響條件下的單碟、雙碟以及三碟貝殼形聚

3、光器進(jìn)行性能模擬，在接收面水平放置和豎直放置時(shí)，得到接收面上的二維能流密度分布圖和能流密度分布等高圖，從而分析影響接收面能流密度的因素。在增大貝殼形聚光器投影圓圓心到坐標(biāo)系z軸距離l時(shí)，若接收面水平放置，發(fā)現(xiàn)接收面能流密度峰值減小，同時(shí)光斑核心區(qū)域面積相應(yīng)增大，當(dāng)距離l較短時(shí)，聚光器性能較優(yōu)越，如單碟和對稱雙碟貝殼形聚光器在距離l為2m時(shí)性能較好，非對稱雙碟和三碟貝殼形聚光器在距離l為3m時(shí)性能較好。若接收面豎直放置時(shí)，能流密度峰值先增