工礦信息
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太陽能灶類型及工作原理 目前普遍應(yīng)用的太陽灶大致有三種類型:一是熱箱式太陽灶 箱內(nèi)溫度靠不斷積累太陽能而升到蒸烤食物的程度;二是聚光式太陽灶 用反射聚光器把太陽光直接反射集中到鍋上或食物上 三是蒸汽式太陽灶 它利用平板型太陽能熱水器把水燒沸產(chǎn)生蒸汽,然后再利用蒸汽蒸煮食物。 太陽灶是利用凹面鏡會聚光的性質(zhì)把太陽能收集起來,用于做飯、燒水的一種器具。太陽灶的作用就是把低密度、分散的太陽輻射能聚集起來,進(jìn)行烹調(diào)作業(yè)。 太陽灶工作原理 目前普遍應(yīng)用的太陽灶大致有三種類型: 一是熱箱式太陽灶,形狀像個箱子,上面開有窗洞,窗洞對準(zhǔn)太陽,箱內(nèi)溫度靠不斷積累太陽能而升到蒸烤食物的程度; 二是聚光式太陽灶,用反射聚光器把太陽光直接反射集中到鍋上或食物上,反射聚光器呈拋物面或球面; 三是蒸汽式太陽灶,它利用平板型太陽能熱水器把水燒沸產(chǎn)生蒸汽,然后再利用蒸汽蒸煮食物。 其中,目前應(yīng)用最廣泛的聚光式太陽灶是利用鏡面反射匯聚陽光,效率明顯提高。聚光式太陽灶所用聚光鏡面多樣,其中最常用的是旋轉(zhuǎn)拋物面,它是把鏡面反射的陽光匯聚到鍋底,形成一個熾熱的光團(tuán),溫度可達(dá)400攝氏度~1000 攝氏度,是目前適用于聚光式太陽灶的最佳聚光鏡面。 聚光式太陽灶的鏡面設(shè)計,大都采用旋轉(zhuǎn)拋物面的聚光原理。在數(shù)學(xué)上若拋物線繞主軸旋轉(zhuǎn)一周,所得的面,即稱為“旋轉(zhuǎn)拋物面”。若有一束平行光沿主軸射向這個拋物面,遇到拋物面的反光,則光線都會集中反射到 定點的位置,于是形成聚光,或叫“聚焦”作用。作為太陽灶使用,要求在鍋底形成一個焦面,才能達(dá)到加熱的目的。換言之,它并不要求嚴(yán)格地將陽光聚集到一個點上,而是要求一定的焦面。確定了焦面之后,我們就不難研究聚光器的聚光比,它是決定聚光式太陽灶的功率和效率的重要因素。聚光比K可用公式求得:K=采光面積/焦面面積。采光面積是指太陽灶在使用時反射鏡面陽光的有效投影面積。 太陽能灶的鏡面設(shè)計,大都采用旋轉(zhuǎn)拋物面的聚光原理。 在數(shù)學(xué)上若拋物線繞主軸旋轉(zhuǎn)一周,所得的面,即稱為“旋轉(zhuǎn)拋物面”。若有一束平行光沿主軸射向這個拋物面,遇到拋物面的反光,則光線都會集中反射到 定點的位置,于是形成聚光,或叫“聚焦”作用。作為太陽灶使用,要求在鍋底形成一個焦面,才能達(dá)到加熱的目的。換言之,它并不要求嚴(yán)格地將陽光聚集到一個點上,而是要求一定的焦面。確定了焦面之后,我們就不難研究聚光器的聚光比,它是決定聚光式太陽灶的功率和效率的重要因素。聚光比K可用公式求得:K=采光面積/焦面面積。采光面積是指太陽灶在使用時反射鏡面陽光的有效投影面積。根據(jù)我國推廣太陽灶的經(jīng)驗,設(shè)計一個700~1200瓦功率的聚光式太陽灶,通常采光面積約為1.5~2.0平方米。個別大型蒸汽太陽灶也是聚光式太陽灶,但其采光面積較大,有的要在5平方米以上。 旋轉(zhuǎn)拋物面聚光鏡是按照陽光從主軸線方向入射,所以往往在通過焦點上的鍋具時會留下一個陰影,這就要減少陽光的反射,直接影響太陽灶的功率。我國大部分太陽灶的設(shè)計均采用了偏軸聚焦原理。 聚光式太陽灶除采用旋轉(zhuǎn)拋物面反射鏡外,還有將拋物面分割成若干段的反射鏡,光學(xué)上稱之為菲涅耳鏡,也有把菲涅耳鏡做成連續(xù)的螺旋式反光帶片,俗稱“蚊香式太陽灶”。這類灶型都是可折疊的便攜式太陽灶。 聚光式太陽灶的鏡面,有用玻璃整體熱彎成型,也有用普通玻璃鏡片碎塊粘貼在設(shè)計好的底板上,或者用高反光率的鍍鋁滌綸薄膜裱糊在底板上。底板可用水泥制成,或用鐵皮、鈣塑材料等加工成型。也可直接用鋁板拋光并涂以防氧化劑制成反光鏡。聚光式太陽灶的架體用金屬管材彎制,鍋架高度應(yīng)適中要便于操作,鏡面仰角可靈活調(diào)節(jié)。為了移動方便,也可在架底安裝兩個小輪,但必須保證灶體的穩(wěn)定性。在有風(fēng)的地方,太陽灶要能抗風(fēng)不倒??稍阱伒撞课患友b防風(fēng)罩,以減少鍋底因受風(fēng)的影響而功率下降。有的太陽灶裝有自動跟蹤 太陽的跟蹤器,但是一般認(rèn)為這只會增加整灶的造價。中國農(nóng)村推廣的一些聚光式太陽灶。大部分為水泥殼體加玻璃鏡面,造價低,便于就地制作,但不利于工業(yè)化生產(chǎn)和運輸。 【打印本頁】
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