【摘要】:太阳灶的好坏和设计参数的选取有着密切的关系。合理地确定参数,适当地选择约束条件,是达到优化设计的关键。下面介绍我国近年来设计太阳灶时,一些参数选取的方法和范围。设计时最大太阳高度角的选择,一般应当根据当地的地理纬度、海拔高度、气象条件、生活习惯、全年使用时间以及灶壳制作工艺来确定。
四、合理选取太阳灶设计参数
太阳灶的好坏和设计参数的选取有着密切的关系。合理地确定参数,适当地选择约束条件,是达到优化设计的关键。下面介绍我国近年来设计太阳灶时,一些参数选取的方法和范围。
(1)太阳高度角h
设计时最大太阳高度角的选择,一般应当根据当地的地理纬度、海拔高度、气象条件、生活习惯、全年使用时间以及灶壳制作工艺来确定。但为了简便,一般按以下公式计算:
式中Φ―地理纬度。
设计时最小太阳高度角hmin可根据当地辐射统计资料来确定。一般可在15°~30°之间选取。
(2)最小投射角θ
最小投射角θ即反射线和锅底平面的最小夹角。理论和实验证明,θ角可选20°左右,如果θ角太小,焦斑扩散较大,太阳灶的热效率会降低;θ角选得过大,热效率也没有明显的增长。
(3)采光面积A首先根据使用的需要,确定太阳灶的额定功率P,至少也须有1kW。然后可用下式估算采光面积,
式中Ib—直接太阳辐射强度的设计值,取0.3~0.4kW/m2;
η—热效率,一般取50%~35%之间。(4)操作高度H
要使用方便,而且又能保证一定的采光面积,在太阳高度角最小时,一般选操作高度H=0.9~1.2m。
(5)焦距f
根据经验,一般当采光面积为1.5m2时,选f =0.60~0.65m;采光面积为2.0m2时,选f =0.70~0.75m;采光面积为2.5m2时,选f ≥0.8m。
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