3 / 18
С.Л. Финогенов, А.И. Коломенцев
68
ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Машиностроение. 2017. № 2
чи. Для этого необходимо рассчитать конечную температуру нагрева водорода на
выходе из приемника. Расчетная схема может быть следующей. При допущениях
об отсутствии радиального перетекания теплоты в приемнике и осесимметрич-
ном экспоненциальном распределении лучистого потока в фокальном световом
пятне, что соответствует экспериментальным аберрограммам реальных парабо-
лоидных зеркал [1, 3, 14], рассмотрим процесс предельно-неравнотемпературного
нагрева теплоносителя в системе КП. Оценим точность зеркальной поверхности
концентратора параметром точности
как мерой учетверенной средней угло-
вой ошибки отклонения поверхности реального концентратора от идеальной по-
верхности вращения [3]. Распределение энергетической освещенности (поверх-
ностной плотности светового потока) в фокальном пятне неидеального парабо-
лоида для разных значений параметра
показано на рис. 1. Под относительным
радиусом приемника будем понимать отношение текущего радиуса к радиусу
фокального светового пятна, в котором собирается 90 % сконцентрированного
излучения [1].
Рис. 1.
Распределение поверхностной плотности лучистого потока в фокальном свето-
вом пятне вдоль радиуса приемника для разных значений параметра точности
:
1
— Δ
= 0,3
;
2
— Δ
= 0,5
;
3
— Δ
= 0,7
;
4
— Δ
= 1,0
;
5
— Δ
= 1,5
В работе [3] показано, что распределение температуры по радиусу предель-
но-неравнотемпературного приемника может быть описано дифференциаль-
ным уравнением
2
усл
4
усл
2
2
1, 2
2
( ) 2, 4
exp
cos θ
cos θ
s
a T
r
dT BT rT r
r
dr
,
(1)
где
T
— текущая температура приемника (принимается равной температуре
нагрева водорода);
r
— относительный радиус приемника;
s
a
—
коэффициент
поглощения солнечного излучения материалом приемника; θ — угол раскрытия
(половина апертуры) параболоидного зеркала;
B
— комплекс, учитывающий
обратное собственное тепловое излучение приемника, оптические параметры
концентратора и характеристики солнечного излучения: