Ko'zguli mujassamlovchi tizimlarning (kmt) asosiy turlari quyosh qurilmalari

Ko'zguli mujassamlovchi tizimlarning (KMT) asosiy turlari quyosh qurilmalari.

KMT to'g'ridan-to'g'ri nurlanish manbasidan kelib chiqadigan nurlanish oqimini va uning kontsentratsiyasini murakkab konfiguratsiya yoki bo'shliq turidagi tekis qabul qilgichning nurli yuzasida ushlab turish uchun mo'ljallangan. Optik sxemalar va aks etuvchi sirtlarning shakllarining asosiy turlari bo'yicha KMT tasnifi [18; S.28-30. o'n to'qqiz; S.12-49. yigirma; C.231-295. 21; S.325-371. 22; S. 9-18] Quyosh nurlanish manbai uchun [Rasm 2.1] berilgan.

Rasm 2.1. Quyosh texnologiyasida foydalanish uchun tavsiya etilgan asosiy turlari va optik sxemalari.

Quyosh nurlarining kontsentratsiyasi uchun optik sxemaning taklif qilingan variantlarining asosiy afzalliklari va kamchiliklari.

a). Paraboloid (parabolik silindr) KMT ning asosiy optik sxemasi: Kamchilik - doimiy ravishda harakatlanadigan qabul qiluvchining noqulay joylashuvi. Afzalligi quyoshning to'g'ridan-to'g'ri tushadigan nurli oqimi energiyasidan foydalanishda eng katta samaradorlikni beradigan yagona optik aks ettirishdir.

b). Ikkita oynali optik sistema.

Yassi kuzatuvchi elementlar - geliostatlar va qat'iy paraboloid (BSP). Afzalligi - qabul qiluvchining statsionar joylashuvi. Ammo qabul qilgich nurlarini qabul qiluvchi sirtining vertikal joylashishi yuqori haroratli materiallarni sintez qilish jarayonida qo'shimcha qiyinchiliklar tug'diradi va R_z = 0,7 ÷0,8 oralig'idagi ko'zgu koeffitsienti bilan ham quyoshning to'g'ridan-to'g'ri tushadigan nurli oqimlaridan foydalanish samaradorligini keltirib chiqaradi. Quyoshning to'g'ridan-to'g'ri keladigan nurlanish oqimining ikki marta qayta aks etishi tufayli 0,49 ÷ 0,64 gacha mos keladi.

c). Geliostat-geliostat-paraboloid: - qabul qiluvchining eng qulay statsionar gorizontal joylashuvi. Kamchilik - bu to'g'ridan-to'g'ri tushadigan nurli oqimlarning energiyasidan foydalanish samaradorligining uch baravar pasayishi.

d). Paraboloid-qavariq giperboloid: - fokus masofasi oshadi, bu kontsentratsiya darajasi qiymatining pasayishiga mos keladigan diafragma burchagi pasayishiga olib keladi. Ikki marta aks ettirish quyoshning to'g'ridan-to'g'ri tushadigan nurli oqimlaridan foydalanish samaradorligini yanada pasaytiradi.

e). Paraboloid-qavariq giperboloidi: - fokus masofasini pasaytiradi va asosiy oynaning ochilish burchagi katta qiymatlarida diafragma burchagini oshiradi, konsentratsiya darajasi unchalik yuqori emas. Ikki marta aks ettirish, shuningdek, quyoshning konsentratsiyalangan nurli oqimlari energiyasidan foydalanish samaradorligini qo'shimcha ravishda qondiradi.

f). Geliostat-kontsentrator-fokon-toroid-fokon: - quyma materiallarni sinash va yuqori haroratli materiallarning sintezini o'tkazish qulayligi. Kamchilik - fokon-toroid-fokon tizimini va uning uchun sovutish tizimini ishlab chiqarishning murakkabligi.

g). Qabul qiluvchisi bo'lgan ellipsoid paraboloid, ellipsoidning oldingi markazida joylashgan. Qabul qiluvchining qulay joylashishi, lekin ikki marta aks ettirish.

h). Paraboloid - bu ellipsoidning uzoq markazida joylashgan qabul qiluvchisi bo'lgan ellipsoid. Fokus uzunligining o'xshash o'sishi diafragma burchagi va shunga mos ravishda konsentratsiya darajasi qiymatining pasayishiga olib keladi.

i). Sferik kontsentrator. Sferik optik aks ettiruvchi sirtni ishlab chiqarish texnologiyasi oddiyroq. Kamchilik sharsimon aks ettiruvchi yuzaning aberatsiya xususiyatlari tufayli konsentratsiya darajasining pasayishi.

j). Chiziqli fatsetali KMT franel ko’zgular ishlab chiqarishda eng tejamkor va texnologik jihatdan eng ilg'or hisoblanadi. Kamchilik - konsentratsiya darajasining kichik qiymatdaligi.

k). Gologramma asosidagi nometall optik sxemalar. Afzallik shundaki, kontsentratsiya quyosh nurlari oqimining tor spektral diapazonida amalga oshiriladi.

l). 10 ÷ 500 MVt quvvatga ega minora turidagi quyosh elektr stantsiyasini yaratish QES. Kamchilik konsentratsiya darajasining yuqori qiymatlarda bo’lmasligi.

m). Fokusli geliostatlar. Qabul qiluvchidan individual geliostat masofasining oshishi bilan (minora tipidagi quyosh elektr stantsiyasida qabul qiluvchidan geliostatgacha bo'lgan masofa 1 km ga etadi), bu esa fokusli geliostatlarning foydasizligiga olib keladi ( tarqalish nuqtasi r_p geliostatning alohida nuqtasidan r_p = 1000 * 2tg_y0 = 9,3 m) ga yetadi.

Asosiy iste'molchi (operatsion) xususiyatlariga ko'ra, KMT [Rasm 2.2] da ko'rsatilgan turlarga qarab tasniflanishi kerak.

Quyosh qurilmalarining KMT turlari va asosiy iste'molchi (ekspluatatsion) xususiyatlari bo'yicha

2.1-jadval

№	Quyosh qurilmalarining KMT turlari	Fokusli nuqta nurlanish oqimlarining energiya zichligi kVt / m2	Chiquvchi quvvat Mvt
1.	Termofizik tadqiqotlar uchun yuqori haroratli qurilmalar va texnologik jihatdan juda katta foydali diafragma burchagi 2U → 1800 bo'lgan yuqori sifatli yuqori haroratli materiallarni sintez qilish.	10^4gacha	1 megavatt gacha quvvatga ega yagona quyoshli pechlar:Parkent (O'zbekiston) va Odeyo (Frantsiya) shaharlarida.
2.	Termoyadro zanjir reaksiyalarini amalga oshirish uchun yuqori zichlikdagi kuchli nurli oqimning issiqlik ta'sirini simulyatsiya qilish uchun moslamalar	10^5gacha	1+10
3.	Quyosh energetik qurilmalari	10^5gacha	1 + 500 - quyosh elektr stantsiyalari uchun

Texnologik va iqtisodiy nuqtai nazardan katta bir qismli oynani ishlab chiqarish qiyin vazifa, shuning uchun diametri 3 m dan ortiq KMT qismli bo'lib, har bir element asosiy bitta oynani tashkil etadi. bu qattiq oynaning yoki fasetning tegishli qismi sirtining kesimidir, bu erda har bir oynaning ishlab chiqarish geometriyasida o'ziga xos texnologik jihatdan asoslari bor, bu odatda qo'llab-quvvatlovchi taglikning geometriyasidan farq qiladi. har bir bo'lak yoki yuzning yuzasi inqilob paraboloidining yoki parabolik silindrning mos keladigan zonasini takrorlashi uchun, odatda paraboloid asosga o'rnatiladigan individual nometall. Bunga faset yoki fragment yuzasining egriligi va shaxsiy optik o'qning PCS tomonidan yaratilgan asosiy optik o'qga mos keladigan moyilligini tanlash orqali erishiladi.

Texnologik jihatdan eng ilg'or bo'lgan KMT holatida, aks ettirilgan nurlanish oqimida sezilarli o'zgarishlar bo'lishi mumkin, shuning uchun alohida elementlarning tanlangan ishlab chiqarish texnologiyasiga qarab - optimallashtirish hisob-kitoblarini bajarish kerak va ularning hizalanish usuli asosiy asos. Ishlab chiqarish va tekislashning aniqligiga talablar odatda ma'lum bir KMT turiga texnik topshiriqni tayyorlash paytida qo'yiladi. Yansıtıcı elementlar soniga ko'ra (aks ettirishning ko'pligi) optik sxemalar bitta va ko'p oynali bo'linadi. Yagona oynali tizimlar quvvat jihatidan ham, radiatsiya oqimining kontsentratsiyasi darajasida ham mumkin bo'lgan eng yuqori energiya xususiyatlariga ega. Biroq, amalda dizayn, texnologik va ekspluatatsion muammolar tufayli ko'p oynali tizimlar ham qo'llaniladi. Ba'zi hollarda, nurli qabul qiluvchini optik tizimdan (Cassegrain tizimi) tashqariga chiqarish yoki qabul qiluvchining nur qabul qiluvchi yuzasining (BSP) statsionar statsionar joylashuvi uchun ikkita oynali sxemalar qo'llaniladi [23; P.22-34].

KMT tomonidan bajariladigan funktsiyalarga muvofiq quyidagilar mavjud:

- aslida Quyoshning kirib kelayotgan nurli oqimi yo'nalishi o'zgarishini qo'llab-quvvatlovchi tuzilishga (tayanchlar, ramkalar, sozlash elementlari, ramkalar yuzlar), tizimdagi oynalarning kerakli holatini ta'minlash;

- ishlab chiqarish jarayonida individual shakllanadigan optik faset elementlari yuzasining normal burilishining burilish strelkalarini va burilish xatolarini aniqlash uchun nazorat va o'lchash moslamalari, shuningdek ish paytida ushbu qiymatlarning o'zgarishini kuzatib borish;

- Fokus parametrlarini takomillashtirish yoki saqlash bo'yicha tavsiyalar berib, keyinchalik KMT ishlashi davomida barcha kerakli umumlashtirilgan ma'lumotlarni sertifikatlash va zudlik bilan to'plash uchun fokusli nuqtaning optik-energetik spektral parametrlarini aniqlash uchun nazorat-o'lchov uskunalari. tarqaladigan joy;

- Quyoshning kontsentrlangan nurlanish oqimining energiyasini issiqlik, mexanik yoki elektr energiyasiga (quyosh elektr stantsiyalari uchun) samarali ravishda konvertatsiya qilish uchun mo'ljallangan qabul qiluvchining quyi tizimi;

- Quyoshning kunlik harakatini boshqarish va kuzatish tizimi.

Quyoshning nurli oqimi energiyasini konversiya turiga qarab amalda foydalaniladigan energiya turlariga aylantiradigan quyosh moslamalarini kuzatib borishining zarur aniqlik parametrlari [A.3].

3-ilova

Quyoshning kunlik harakatini kuzatishning aniqlik parametrlari

№	ЗКС гелиотехнических установок (по типам преобразования) Quyosh qurilmalarining KMT (konversiya turlari bo'yicha)	Угловая точность слежения, минут Burchakli kuzatuv aniqligi, daqiqalar	Степень точности слежения Kuzatuvning aniqligi	Примечание Eslatma
1.	Высокотемпературные технологические и испытательные Yuqori haroratli jarayon va sinov	0÷5	высокая yuqori	БСП
2.	Динамические и термодинамические Dinamik va termodinamik	5÷30	Средная O’rtacha	Установки индивидуального пользования или единичные модули СЭС Shaxsiy foydalanish uchun mo'ljallangan qurilmalar yoki SESning bitta modullari
3.	Фотоэлектрические и тепловые Fotovoltaik va issiqlik	30÷60	Низкая past	Гелокухни, концентратор-преобразователь на основе фотоэффекта Fotoeffekt asosida kontsentrator-konvertor Gelokuxni

Muayyan, ayniqsa katta o'lchamdagi KMT yaratish muammolarini hal qilish uchun alohida elementlarni yaratish, ularni kerakli aniqlik asosida o'rnatish bilan bir qatorda optimal variantlarni tanlash bo'yicha dastlabki tadqiqotlar va ishlanmalarni amalga oshirish kerak. transduser qabul qiluvchisi nurlarini qabul qiluvchi sirtlarining spektral yutilish xususiyatlarining konfiguratsiyasi.

2.2-§. Quyoshning to'g'ridan-to'g'ri tushadigan nurli oqimi zichligi kontsentratsiyasining oshishi - uni KMT ishlab chiqarish uchun turli xil variantlarda samarali ishlatish uchun asos

Ma'lumki, quyosh muhandisligida Quyoshning to'g'ridan-to'g'ri keladigan nurlanish oqimining zichligini oshirish uchun, xususan, katta o'lchamdagi kompozit oynali kontsentratsion tizimlarda, optik aks etuvchi sirtlarda - inqilob paraboloidida, mozaikada yoki qirrali; inqilob paraboloidasi, parabolik tsilindrlar, sferik yuzalar, konusning, Frenel tizimlari, shuningdek yuzasi paraboloid yoki parabolik tsilindrning aylanishi asosida hosil bo'lgan tulkilar yoki fokuslar. [8A; 51; S. 74-80. 52; S.139-166. 53; S.209-213. 54; S.7-19. 55; S. 101-128].

Quyoshning keladigan nurlanish oqimining energiya zichligini yig'ish va oshirish uchun KMT asosan texnologik va elektr stantsiyalarida qo'llaniladi. Energiya moslamalarida Quyoshning nurli oqimi energiyasini konversiyalash samaradorligining eng yuqori qiymatlarini ta'minlash kerak va bu holda eng muhim vazifa nur qabul qiluvchi sirtning optimal o'lchamlarini aniqlashdir. o'rta qismga kiradigan Quyoshning nurli oqimining barcha energiyasini olish uchun qabul qiluvchi. S konsentratsiyasi darajasi optimal bo'lishi kerak

S = Spm / Spr

bu erda Spm - KMT midshipining maydoni, Spr - qabul qiluvchining qabul qiluvchi yuzasining maydoni, u ZS ning fokal tekisligida butun hosil bo'lgan nurlanish oqimini ushlab turishi kerak.

Raketa kosmik texnologiyasi, atom energetikasi, optik sanoatida yuqori haroratli materialshunoslikning rivojlanishi boshqa muammolar qatorida kuchli issiqlik va nurli oqimlar ta'sirida materiallarni yuqori haroratlarda sinab ko'rish va sintez qilish vazifasini qo'yadi va bu asosan texnologik maqsadlar uchun KMT yordamida ta'minlanadi, bu erda eng muhim xususiyat - fokal tekislikda hosil bo'lgan tarqalish nuqtasining ma'lum yoki bitta markazida nurlanish oqimlarining hosil bo'lgan energiya zichligining eng yuqori ko'rsatkichlari. diafragma burchagi qiymati 2U → 1800 ga teng bo'lganda erishiladi. Hisob-kitoblarda nurlanish oqimlari energiyasining fokal tekislikda taqsimlanishi asosan ko'rib chiqiladi [22; S.36-53]. Optik nuqtai nazardan, Quyoshning kontsentratsion tizim tomonidan olingan tasviri fokal tekislikda emas, balki x0 masofada joylashganligini hisobga olgan holda, ushbu pozitsiyaning qonuniyligini baholash kerak (rasm 1.4) fokusdan.

Yuqori haroratli KMTda Quyoshning optik tasviri tuzilishini tahlil qilishda, eng ko'p energiya zich bo'lgan zonani aniqlash zarurati, shubhasiz, eng muhim hisoblanadi [56; S. 35-73].

Parabolik yoki parabolik silindrsimon sirtlardan Quyosh tasvirining shakllanishini optik nuqtai nazardan ko'rib chiqamiz. 1.4-rasmda ushbu zona PCS parabolik sathining fokus nuqtasidan x0 masofada joylashganligi va tasvir kattaligi rc qiymati bilan aniqlanganligi, bu erda tgγ0 = (Rs / Lc), tgγi = Rs / ( Lc-f).

1.4-rasm. Paraboloid shakli bilan ZS fokusining yaqin fokal mintaqasida Quyoshning optik tasvirini shakllantirish.

Paraboloid xususiyatidan kelib chiqadiki, yi2 = 4fxi yoki yi = 2ftg (-i / 2), xi = ftg2 (-i / 2), rc = yi = 2ftg (-i / 2) -f (Rs / (Ls-f)) , bu erda, Rs / Ls = tgγ0≈tg16 '(Yer yuzasi uchun).

Fokus zonasi orqali va to'g'ridan-to'g'ri KMT markazidan o'tuvchi nurlar aks etgandan so'ng, uning yuzasi xatosi tufayli burchaklar  = 4δ qiymatiga kengayadi (bu erda δ - o'rtacha-kvadrat xatosi ishlab chiqarish paytida me'yorning nominal yo'nalishidan chetga chiqishi), ya'ni tasvir bu xatolikni hisobga olgan holda hosil bo'ladi ip + , 0p + .

Qaerda, (1.1) bu erda f - fokus masofasi, -0 Quyoshning aniq ko'rinadigan burchak kattaligining yarmi (bu qiymat adabiyotda ko'pincha -0 bilan belgilanadi), rc - Quyoshning fokus tekisligi atrofida hosil bo'ladigan optik tasvirining radiusi. , x0 - paraboloid fokusidan Quyosh tasviriga qadar bo'lgan masofa yi = rc ,, Rs = 6.95108m - Quyosh radiusi, Lc = 1.51011m - Yer va Quyosh orasidagi masofa. Quyoshning ko'rinadigan burchak kattaligi i 〖Tgγ〗 _0 = R_s / L_c = (6.95 ∙ 10 ^ 8) / (1.495 - 10 ^ 11) = 0.00465. (1.2) Keyin quyida batafsilroq tahlil qilinadigan Cmax Yer orbitasi uchun maksimal ruxsat etilgan va erishiladigan kontsentratsiya darajasining ifodasi: ... (1.3) Kichkina diafragma burchagi (U) bo'lgan uzoq fokusli tizimlar uchun r0 va x0 qiymatlari muhim bo'lib chiqishi mumkin. Masalan, megavatt quvvatli katta quyosh pechkasi (BSP) uchun diafragma burchagining etarlicha yuqori qiymatlari U = 740 va normalning nominal yo'nalishidan-= 2 ′ va p F = 18 m fokus masofasida ph = 8 ′.

r_c=2ftg((₀+)/2)= 218tg((16′+8′)/2) =36tg(12′) =360,00349 =12,6 см и х₀=210^-10 м.

Energiya nuqtai nazaridan Quyoshning optik tasviri o'lchamini yi = rc orqali hisoblash to'g'ri emas, chunki Quyoshning nurli oqimining KMT kontsentratsiyasidan keyin uning o'ziga xos sapmalaridan kelib chiqqan energiyasi Quyoshning aniq burchak o'lchamining etarlicha katta qiymatlari bilan ishlashda, ya'ni 0 ÷ r0, r0 ÷ r2, r2 ÷ r3, r3 ÷ r4 xarakterli zonalarga parallel bo'lmagan nurlanish oqimi, bu erda r0 , r2, r3, r4 asosan U diafragma burchagiga bog'liq. Olingan r0 qiymati, Quyoshdan ko'rinadigan paralel bo'lmagan nurlar bilan ishlaydigan diafragma burchagi 2U ning etarlicha katta qiymatiga ega bo'lgan paraboloid yansıtıcı yuzasining aberatsiya xususiyatlariga ta'sir qilmasdan faqat optik tasvir hajmini tavsiflaydi. burchak kattaligi 20, bu r0 dan r4 gacha keskin o'sishiga olib keladi (bu quyida ko'rib chiqamiz), bu esa KMT ning o'rta qismiga tushadigan oqimlarni r0, r2 markazlashtirilgan nuqtasining xarakterli o'lchamlariga qayta taqsimlashga olib keladi, r3, r4). Hisob-kitoblar shuni ko'rsatadiki, yuqori haroratli materiallarning sintezi megavattli BLB (Parkent, O'zbekiston) fokus tekisligida sodir bo'lishi kerak, bu nuqta hajmi 2r0 = 25,2 sm ni tashkil etadi, bu amalda kuzatilayotgan erish zonasiga to'g'ri keladi (yuqori harorat sintezi) tarqalish joyining kattaligi keskin oshib, 2r4 = 1,76 m bo'lsa-da, KMT operatsiyasining er usti sharoitida x0 qiymati juda kichik va fokus masofasi f = 18 m va diafragma burchagi bo'lgan BLB uchun 2U = 1480, x0 nolga yaqinlashadi va shuning uchun Quyoshning konsentrlangan nurli oqimlarining energiya zichligini hisoblash usuli uning fokus tekisligida amalga oshirilishi mumkin. Ma'lumki, Quyosh doimiyligi (ko'rinadigan burchak kattaligi) Quyoshdan masofaga qarab sezilarli darajada o'zgarib turadi.

Jadval # 1

Konsentratorning fokal tekisligida joylashgan qora tanaga erishish mumkin bo'lgan issiqlik haroratini hisoblash uchun sayyoralarning asosiy nisbiy parametrlarining qiymatlari

Планеты	Изменения расстояния планет от Солнца, L, в течение года млн. км	Видимой углового размер Солнца (0=2γ0), угл.мин	Интенсивность не концентрированного лучистого поток Солнца на планетарных орбитах, Ес (Вт/м^2). Ес= σ Т^4(Rc/Lc )^2 =σ Тc^4tg^2γi	Допустимые значения степени максимальной концентрации лучистых потов Солнца и её изменение из за эллиптичности орбит планет Солнечной системы		Достижимое значение температуры нагрева для АЧТ расположенного на фокальной плоскости концентратора,^0К, аs=ε=1
				для параболоида 	для параболоцилиндра 	с помощью параболоцилиндра
Солнце	0	0	64145320	1	1	5800
Меркурий	46 ± 69	68,6±104,2	10051 ± 14716	4358 ± 10051	65,9 ± 100,2	1849±2258
Венера	107 ± 109	43,9±44,5	2609 ± 2687	23865 ± 24581	154,5 ± 156,6	1633±1650
Земля	147 ± 152	31,4±32,5	1340± 1432	44768 ± 47863	211,5 ± 218,9	1495±1533
Марс	208 ± 249	19,2±23,1	499± 725	88403 ± 128393	297,6 ± 358	1272±1463
Юпитер	740 ± 815	5,9±6,5	46.5± 56.4	1135717 ± 1376804	1057 ± 1165	982±1037
Сатурн	1347 ± 1507	3,2±3,5	13.6 ± 17	3755580 ± 4699290	1964 ± 2148	828±895
Уран	2735 ± 3004	1,6±1,7	3.43 ± 4.14	15494038 ± 18701259	4044 ± 4297	703±748
Нептун	4456 ± 4537	1,07 ±1,1	1.5 ± 1.56	41118794 ± 42763546	6250 ± 6425	637±648

Shunday qilib, turli sayyoralar uchun bunday parametrning qiymati bir necha marta farq qilishi mumkin (jadval.1). Bundan tashqari, sayyoralar orbitasining eksantrikligi ham yil davomida quyosh o'zgarishining o'zgarishini sezilarli darajada o'zgartirishi mumkin. 1-jadvaldan ko'rinib turibdiki, quyoshdan ZCS masofaga qarab maksimal kontsentratsiyaning erishish mumkin bo'lgan va ruxsat etilgan qiymati quyosh radiusining (Rc) Quyoshgacha bo'lgan masofaga nisbati kvadratiga mutanosib ravishda oshishi mumkin [57; P.244-251]. Ya'ni, quyoshning ko'rinadigan burchak o'lchamining teskari kvadratiga (R_s/L_c )^2=1/(γ tg^ ^ 2 g_0 ) qiymatida. Jadval №1 shuningdek, konsentratsiyasiz nurli oqimlarning to'g'ridan-to'g'ri pasayishi va Cmax kontsentratsiyasining maksimal erishish qiymatlari bilan Evropa Ittifoqi nurli oqimlarining konsentratsiyalanmagan zichligi va aht (sensorli) uchun isitish haroratining mumkin bo'lgan qiymatlarini ko'rsatadi. Quyosh turli xil sayyoraviy masofalarda va ushbu parametrni aniqlash uchun optik qonunlar mutlaqo qora tananing radiatsiya, ya'ni Stefan – Boltzmanning mutlaqo qora tanasi Evropa Ittifoqi=σT4(Rs/Lc)2= σt4tg2y0 bu erda σ=5.67 10-8 W/(m2 K4)-Stefan-Boltzmanning doimiyligi.

2.3-§. Asosiy optik yoritish, fotometrik va termodinamik imkoniyatlar energiya va texnologik maqsadlar uchun ZCS

Geliotexnikada, odatda jismoniy optikada bo'lgani kabi, Quyosh uzoq astronomik ob'ekt hisoblanadi,lekin nisbiyning manbai hisoblanadi-lekin ma'lum bir zichlikdagi radiatsion oqimlarni doimiy ravishda chiqarib tashlash, er sharoitida o'lchash oson (erning orbitasida uning elliptikligi 1340dan 1432 Vt / m ga o'zgarib turadi).№1) va bu miqdorda o'zgarishlar statsionar bo'ladi. Shuning uchun, uzoq yulduz ob'ektlarining yorqinligi tushunchasi o'rniga, hisoblash usullarida nurli oqimning kiruvchi zichligini o'lchash qiyin va imkonsiz bo'lgan joyda, bu ko'rib chiqilayotgan joyga qarab, Evropa Ittifoqining yorqin quyosh oqimining zichligi tushunchasi to'g'ridan-to'g'ri ishlatiladi, ya'ni:

, (2.1)

qaerda b-radiatsiya manbai energiya yorqinlik (manba Lambert qonuniga ko'ra chiqaradi, deb taxmin qilinadi), jismoniy optika TS sirt harorati bilan mutlaqo qora tanasi (apt) deb hisoblanadi quyosh, yorqin oqimi zichligi eng oddiy oprede-delimitable xususiyatlarini ifoda va termodi-namic qonun asoslari Plank (to'lqin uzunligi l yorqin oqim es spektral zichligi bog'liqligi) quyosh haqida quyidagicha ifodalanadi::

(2.2)

Bu erda, C1 = 3.7413∙10-16 W м²; va C2 = 1.4388∙10^-2 m 0 ⁰K), 5800 ⁰K-sirt-ti quyosh harorati.

Ma'lumki, Stefan-Boltzman qonuni asosida, yarim soat ichida 0 dan λ gacha bo'lgan o'zgarishlarda barning tenglamasini integratsiya qilish (jamlash). Quyosh yaqinidagi yorqin oqimning umumiy umumiy zichligi statsionar bo'lib, bu qiymat hisobga olingan masofaga bog'liqligi bilan aniqlanadi:

(2.3)

bu erda R_c - Quyosh radiusi, L_c - Quyoshgacha bo'lgan masofa, ya'ni R_c / L_c = tg_y0 nisbati Quyoshning ko'rinadigan burchak kattaligining yarmini (2γ₀), -0 = 16 angni aniqlaydi. daqiqa. Quruqlik sharoitida ham, orbitaning elliptikligi tufayli bu qiymat 15,7 ÷ 16,2 ang oralig'ida o'zgaradi. daqiqa (1-jadvalga qarang). Quyoshning aniq burchak o'lchamiga to'g'ri keladigan qattiq burchak oralig'ida Quyoshning nurli oqimining energiya zichligi -0 odatda harakatsiz bo'ladi va siz Xose tomonidan olingan empirik ifodani o'lchashingiz yoki ishlatishingiz mumkin. uning sirtining gaz holati tufayli Quyosh diskining chetiga qorayish. Yuqorida aytib o'tganimizdek, biz ushbu taqsimotning xususiyatini oshira olmaymiz yoki ta'sir qila olmaymiz [59; S. 229-238].

Energiyani tejash qonuniga ko'ra diskda taqsimlanish quyoshning o'ziga xos xususiyatidir. Shunda optik va geometrik ideal kontsentratsion tizimning f fokusdagi Quyoshning nurli oqimining zichligi maksimal U = 900 diafragma burchagi bilan S: = 6414 Vt / sm². (2.4) Konsentratsiya koeffitsientiga bog'liqlikning o'zgarishi ilgari keltirilgan ko'plab ishlarda ifodalanishi bilan aniqlanadi [18; P.184. ellik; P.192-203. 52; S. 139-166, 57; S.244-251. 61; P.17-64], r4 diametrli umumiy tarqalish joyiga hosil bo'lgan o'rta qismga kiradigan barcha nurli oqim kontsentratorining qayta taqsimlanishini hisobga olmasdan. Radiatsion oqimlar asosan fokus tekisligi zonasida 2r₀ = 2ftg_f0 diametrda to'plangan deb hisoblar edilar, bu holda energiyaning saqlanish qonuni buziladi, ya'ni Cmax ifodadan aniqlanmaydi:

(2.5)

va U = 900 da , (2.6) bu yumaloq nosimmetrik paraboloid uchun ruxsat etilgan qiymatdan 4 barobar ko'payganligini ko'rsatadi. Energiya qayta taqsimlanishini yoki Quyoshning nurlanish oqimlarining zichligini hisobga olib, aks etgandan keyin va 2_r4 diametrli umumiy tarqalish joyiga kirib, kontsentratsiyaning o'rta qismiga tushganda va S konsentratsiyasi quyidagicha aniqlanishi kerak:

, (2.7)

va markazlashtirilgan nuqtadagi cheklangan konsentratsiya koeffitsienti quyidagilarga teng:

. (2.8)

U = 900, C_max = 46163 bo'lsa, konsentratsiya koeffitsientining bu qiymati qora tanadagi markazlashtirilgan nuqtadagi isitishning haroratiga mos keladi. (2.9) ph = 5.67 ∙ 10-8 Vt / sm2 ∙ K da, Tmax = 5800 K. Quyoshning sirt haroratiga mos keladi.

Parabolik-silindrsimon sirt uchun Cpc kontsentratsiyasi darajasining o'zgarishi xuddi shunday quyidagicha aniqlanadi:

(2.10)

bu erda L - uzunlik, 2y - kenglik va 2r4 - chiziqli tarqalish joyining kengligi. Keyin

(2.11)

и при U=90⁰, С_мах=1/tgγ₀=215.

При этом максимальная температура нагрева АЧТ в фокальной линии составляет величину Т_мах

=1319 К. (2.12)