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    [原創(chuàng)]CPC學(xué)習(xí)筆記-初稿 [復(fù)制鏈接]

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    只看樓主 倒序閱讀 樓主  發(fā)表于: 2007-04-17
    花了好幾天時(shí)間,把CPC的大部分知識(shí)弄懂了;藘蓚(gè)半天時(shí)間把這些知識(shí)整理出來,希望對(duì)大家有幫助。有些概念還不是很清晰,文中難免有錯(cuò)漏,請(qǐng)大家多多指教。 B/Z-Cpz]  
    'b:e8m  
    轉(zhuǎn)載請(qǐng)注明作者:shogun@m.cqfynmb.cn,E-mail:charmingglass008@163.com y85R"d  
    ($'5xPb  
    同時(shí),搭貼求兩本書的電子版:《Nonimaging Optics》、《High Collection Nonimaging Optics》 4Be\5Byr  
    以下是正文: FA!!S`{\  
    tR(nD UHV5  
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    CPC學(xué)習(xí)筆記 tr|)+~x3  
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    shogun@m.cqfynmb.cn,E-mail:charmingglass008@163.com Bu"5NB  
    58P[EMhL  
    n}/4em?  
    §1.1什么是CPC(Compound Parabolic Concetrator) K/M2L&C  
    CPC全名為復(fù)合拋物面聚光器。CPC及其多種變型廣泛應(yīng)用于太陽能系統(tǒng)中。CPC將光能量采集到焦平面,焦平面的吸收體吸收光能并轉(zhuǎn)化為可儲(chǔ)存的熱能、電能等。 o>\o=%D.a  
    :*Y2na)qQ  
    §1.2拋物線方程(Parabolic Function) V6Y0#sTU  
    nM|F MK^  
    `#"xgOSP>  
    如圖1.1,拋物線的極坐標(biāo)方程為: Y`rli  
    ρ=2f/(1+cosθ                                  (1.1) J?C:@Q  
    則拋物面的半口徑R為: }CL7h;5N 3  
    R=ρsinθ                                          (1.2) mM.YZUX  
    對(duì)于一束平行光,經(jīng)理想拋物面反射后總能匯集到焦點(diǎn)。若將光源置于焦點(diǎn)位置,根據(jù)光路可逆性,從拋物面出來的是比較完美的平行光。拋物面的這個(gè)特性使它被廣泛應(yīng)用在各種照明系統(tǒng)中。 MI)v@_1d  
    '}$$0S.DC  
    仔細(xì)分析,我們可以發(fā)現(xiàn): 'OvM  
    AC+CF=BD+DF                              (1.3) hlmeT9v{  
    A、B為平行光束與平行光束垂直面m的交點(diǎn)。 |enb5b78  
    事實(shí)上,拋物線即是從平行光出發(fā)點(diǎn)到焦點(diǎn)光程相等點(diǎn)的軌跡的集合。后文的string method將用到這一概念。 8QMib3p  
    在圖1.1中,假設(shè)f=8mm,θ=135°,則R=ρsinθ=38.6mm。 wKKQAM6P1  
    §1.3邊緣光線原理(Edge-Ray Principle) %`*On~  
        對(duì)聚光器經(jīng)常采用邊緣光線法進(jìn)行分析。邊緣光線即是以最大入射角入射于聚光器邊緣,并被反射器反射一次后出射在接收器(吸收面)邊緣的光線。 ?[7KN8$  
    §1.3.1聚光比(Concentration Ratio) |Wr$5r  
    對(duì)于一個(gè)聚光器,我們定義聚光比為: rFaG-R  
    C=Aentry/Aexit                                    (1.4) e, fZ>EJ  
    Aentry為入射光束的截面積,Aexit 為出射光束的截面積;C越大,聚光效果越好。讀者可以自行計(jì)算圖1.2中聚光器的C值。(見式1.5) HI7w@V8Ed  
    §1.3.2接收角(Acceptance Angle) LVT:oIQ  
    如圖1.2,接收角定義為邊緣光線被反射器反射一次后出射在接收器邊緣時(shí)(仍在出射面內(nèi))入射光線與垂直方向的夾角θmax。 V!/9GeIF  
    %77uc9}  
    -Nn< pq  
    §1.3.3拉線法(String Method)分析拋物線軌跡 uVTacN%X  
    如圖1.2,將一根圓桿(rod)與水平面成θmax角放置于聚光器入射端。圓桿上有一個(gè)圓環(huán),圓環(huán)上系有細(xì)線(string),細(xì)線的一端系于焦點(diǎn)d。將細(xì)線拉直,并保證垂直于圓桿,圓環(huán)從A走到C,細(xì)線另一頭a走過的軌跡即為拋物線。顯而易見,Aa+ad=Bb+bd=Cc+cd。 :w+vi 7l$  
    =#=}|Q}  
    @S:T8 *~}  
    圖1.2是拉線法的最簡單示意。在Solar Energy System中,不同的吸收面(如Cylindrical Absorber)都可以用string method來顯示反射面的軌跡。這種軌跡可能是漸開線與拋物線的結(jié)合。 xkv%4H>  
    )F