基于matlab的线性菲涅尔式聚光集热系统用复合抛物面聚光器的建模方法

摘要

本发明涉及一种基于matlab的线性菲涅尔式聚光集热系统用复合抛物面聚光器的建模方法。包括如下步骤：1）确定CPC的最大接收半角θ_c；2）以真空集热管金属内管外径圆为渐开线基圆；3）将渐开线以圆心O为中心旋转α，使得渐开线上t＝t₀的点C处于CPC中心轴上，点C与集热管金属内管的距离为该点与集热管玻璃外管的距离和集热管玻璃外管与金属内管之间的距离之和；4）选取渐开线上的点为渐开线CF_B和抛物线A的结合点；5）绕抛物线顶点将其旋转θ_c使其经过左结合点F_B，并且以右结合点F_A为焦点，求得抛物线方程；6）利用光线追踪法仿真计算CPC汇聚率与截取比的关系，选取恰当的截取比。

主权项

1.一种基于matlab的线性菲涅尔式聚光集热系统用复合抛物面聚光器的建模方法，其特征在于包括如下步骤：1）确定CPC的最大接收半角θ_c；2）以真空集热管金属内管外径圆为渐开线基圆，以其圆心O为原点建立直角坐标系，CPC左半段渐开线的参数坐标方程为：x＝-R(sint-tcost)  (1)；y＝R(cost+tsint)  (2)；其中，R为基圆半径，t为渐开线方程的参数；3）将渐开线以圆心O为中心旋转α，使得渐开线上t＝t₀的点C处于CPC中心轴上，t₀满足如下方程：$\sqrt{x{\left(t_0\right)}^2+y{\left(t_0\right)}^2}=L+R---\left(3\right)$其中，L为点C与集热管玻璃外管的距离MC和集热管玻璃外管与金属内管之间的距离MN之和；4）选取渐开线上的点为渐开线CF_B和抛物线A的结合点；因为渐开线和抛物线上该点的反射光线都垂直于CPC中心轴，可见此点处渐开线的斜率和抛物线的斜率相同，则结合点光滑；5）绕抛物线顶点将其旋转θ_c使其经过左结合点F_B，并且以右结合点F_A为焦点，求得抛物线方程为：((x-m)cosθ_c+(y-n)sinθ_c)²＝-2p[-(x-m)sinθ_c+(y-n)cosθ_c]  (4)其中，m为抛物线在x轴方向的移动量、n为抛物线在y轴方向的移动量、p为抛物线焦准距，m、n、p通过上述条件求得；6）利用光线追踪法仿真计算CPC汇聚率与截取比的关系，选取恰当的截取比。