Учебная работа. Разработка фокона облегченной конструкции

Учебная работа. Разработка фокона облегченной конструкции

Разработка фокона облегченной конструкции
Фоконы как вторичные концентраторы обширно рекомендуются в гелиотехнике [1?5] для использования в технологических действиях. Но, при использовании фоконов как вторичных концентраторов имеется ряд заморочек:
— при использовании вместе с обширно апертурными концентраторами фокон способен концентрировать лишь излучение с апертурным углом наименее 30o, излучение с огромным апертурным углом поглощается на стенах фокона;
— при огромных концентрациях светового потока даже при высочайшем коэффициенте отражения порядка 0,9 часть энергии поглощается и вызывает нагрев фокона и его деформацию;
— потому нередко фоконы изготавливают из довольно толстостенных металлов с высочайшей теплопроводимостью.
Необходимо подчеркнуть, что коэффициент отражения металлов падает с температурой [6], потому принципиально обеспечить неплохой отвод тепла, при этом потоки тепла могут достигать сотен ватт на см2. Оценка показала, что при использовании обыденных сталей либо металлов толщина стены фокона при охлаждении водой обязана быть порядка 0,5 — 1,0 мм. При большей толщине стен фоконов из-за недостающего темпа теплоотвода узкий слой отражающей поверхности фокона может иметь завышенную температуру и, соответственно, маленький коэффициент отражения.
Беря во внимание вышеупомянутое, нами сделан конический водоохлаждаемый фокон из тонкостенного железного листа (0,5 мм) с коэффициентом отражения 60%. Фокон имеет последующие геометрические свойства: входное отверстие 200 мм, выходное отверстие 400 мм, длина 500 мм. Внутренняя часть фокона покрыта отражающей пленкой с коэффициентом отражения до 90%. Необходимо подчеркнуть, что в связи с наличием неровностей железного листа на котором размещена отражающая пленка, часть отраженного излучения рассеивается и, в связи с сиим, коэффициент отражения направленного излучения в действительности находится в интервале 60-80%.
Разработанный фокон был установлен в фокальную зону большенный Солнечной Печи (БСП) термический мощностью 1000 кВт Узбекистана [7] (см. Рис. 1.). В процессе работы фокон охлаждается прохладной водой и расход охлаждаемой воды через фокон и защитный экран составлял 0,4 л/c. Полагая, что тепло в воду в главном поступает из фокона, с учетом плотности падающего излучения оценили суммарный коэффициент отражения стен фокона покрытых пленкой, которая составила величину порядка 25%.
фокон концентратор гелиотехника
Рис. 1. Фокон установленный в фокальную зону БСП
Распределение энергии на выходе фокона измерили Системой Технического Зрения (СТЗ) [8], в качестве диффузно-отражающего экрана применена теплостойкая строением и выполняемыми функциями»>томография — метод неразрушающего послойного исследования внутренней структуры объекта)-11.
Опыты с фоконом в критериях БСП (обширно апертурный концентратор 72о) проявили что, основная энергия концентрируется у выхода фокона и при удалении экрана от выходного отверстия лучи очень расползаются. Чтоб получить изображение вторично концентрированного пятна, приходится наклонить экран на несколько градусов. На рис. 2 приведен график распределения относительной энергии (изолиний яркостей) приобретенные при помощи СТЗ. Как видно, применение фокона дозволяет не только лишь повысить концентрацию излучения, да и получить центральную область с однородным энергетическим потоком.

Рис. 2. Изолинии яркостей, приобретенные фоконом легкой конструкции в фокальной зоне БСП.
Проведены подготовительные тесты фокона. Показано, что данная система быть может применена в качестве вторичного концентратора в фокусе БСП, в критериях очень концентрированного солнечного света. В связи с мощной расходимостью излучения на выходе фокона, испытуемые эталоны рекомендуется располагать или снутри фокона или конкретно у выхода фокона.
Литература

[1] В.А. Баранов. характеристики параболоторических фотоконов. ОМП. 1965, №6, с 37-41

[2] Баранов В.А. Сочетания фоканов и фоклинов с приемниками излучения. Гелиотехника 1977, №1, с32-37

[3] Баранов В.К. Параболоторический фокон как вторичный концентратор солнечной энергии. Гелиотехника, 1977, №5, с 18-25

[4] Р.А. Захидов Т.А. Огнева, Клычев Ш.И.А.А. Вайнер, А.Ш. Ходжаев исследование энергетических черт параболоторических фоконов. Гелиотехника, 1984, №3, с. 30-40

[5] Х. Ахмедов, Р.А. Захидов, Т.А. Огнева, Ш.И. Клычев, исследование оптико-энергетических черт конусных концентраторов. Гелиотехника, 1991 №3, с 29-33

[6] Голубева, И.Л. Интегральные обычные степени черноты водянистых металлов и сплавов. Диссертация 01.04.14, кандидат тех. наук. М.2000

[7]. С.А. Азимов. Гелиотехника 1986. №6. С. 3

[8] А.А. Абдурахманов, Р.Ю. Акбаров, Ю.Б. Собиров, А.А. Юлдашев. Применение системы Технического Зрения на большенный солнечной печи. Гелиотехника 1998. №1. С. 49-52

]]>