撓曲柱面反射鏡熱彎過程研究.pdf

1、在太陽能中高溫熱利用產業(yè)化進程中，成本問題是阻礙其發(fā)展的一個重要原因。對于太陽能熱發(fā)電用槽式聚光鏡，盡快開發(fā)出一種造價成本低廉而聚光性能優(yōu)良的聚光鏡已非常迫切。撓曲柱面聚光鏡作為一種新型高次曲面聚光鏡在這方面已表現(xiàn)出很大的潛力，本文對這種聚光鏡熱彎控制和面型優(yōu)化進行了研究。
　　首先，基于空心模具下?lián)锨娉尚头椒ǎ疚膶釓澝嫘驼`差影響因素的容忍度進行了分析，分析因素主要包括模具制造誤差、玻璃幾何尺寸誤差和熱彎拱高誤差。通過分析

2、發(fā)現(xiàn)由玻璃寬度引起的二維變形和最大撓度控制誤差對撓曲面型的影響較大，是保證聚光鏡具有高質量面型的重點控制因素。
　　其次，在熱彎面型控制方面，建立了熱彎過程中面型的粘彈性動態(tài)描述方程，并對影響熱彎速度的因素進行分析。綜合考慮熱慣性變形和熱回彈變形對最終熱彎面型的影響，模擬預測熱彎退火點，并借助熱彎指示放大器實現(xiàn)熱彎拱高的控制。玻璃寬度方向的二維面型誤差通過限位橫梁和指示放大器配合使用進行控制，實驗測試表明誤差可控制在1mm以內，有

3、效降低了鏡組設計和安裝調試難度。
　　然后，針對撓曲柱面鏡聚光裁切比例較大這一問題，提出通過在熱彎過程中施加集中載荷和施加彎矩來優(yōu)化聚光鏡面型。通過Tracepro軟件對這兩種優(yōu)化面型聚光鏡的聚光特性進行了分析，相較于均布荷載下的撓曲柱面鏡，面型優(yōu)化后的聚光焦斑寬度可減小10％以上，周向能流密度分布更加集中，有利于降低追日精度和支撐結構剛度。
　　最后，在保證前期設計參數的基礎上，本文用施加彎矩優(yōu)化后的單鏡在保持同樣的裁切方