Параболический концентраторНаиболее совершенной конструкцией обладает параболический концентратор, который фокусирует солнечные лучи. В результате коэффициент концентрации значительно увеличивается. На первый ЕЗГЛЯД кажется, что в фокусе такого концентратора можно получить совершенно невероятную равновесную температуру, однако на практике этому препятствует непараллельность солнечных лучей. С Земли мы можем рассматривать Солнце как источник излучения, имеющий форму диска с угловым размером 32 градуса. Степень непараллельности солнечных лучей оценивается как отношение диаметра Солнца к его расстоянию от Земли, выраженное в угловых единицах; оно составляет около 0,0093 радиана. Обозначим этот угол через у. Если для плоского зеркального отражателя подобное обстоятельство не имеет существенного значения, то в случае параболического концентратора оно ограничивает величину коэффициента концентрации. Вследствие непараллельности лучей их энергия собирается не точно в фокусе (точке), а в некоторой области вокруг него. Поясним траектории лучей, исходящих от противоположных краев солнечного диска и попадающих в две точки. Лучи, отраженные в середине зеркальной поверхности создают в фокусе изображение солнечного диска в силу малости угла (при фокусном расстоянии 2 м размер изображения составляет около 2 см).Лучи, отраженные в другой, более удаленной от фокуса точке зеркала, например во второй точке, создают изображение большего размера. Кроме того, это изображение лежит в плоскости, повернутой относительно фокальной на краевой угол, а его проекция на фокальную плоскость имеет эллиптическую форму. Результирующее изображение, создаваемое всеми отраженными от параболической поверхности лучами, представляет собой множество налагающихся друг на друга эллипсов, размеры которых увеличиваются по мере смещения точек падения и отражения образующих эти эллипсы лучей. При равномерной яркости солнечного диска центральная область изображения освещена равномерно, а по мере удаления от центра освещенность уменьшается. Можно заметить, что с увеличением угла б вклад лучей, отраженных более удаленными от центра параболической поверхности точками, становится меньше. Создаваемые этими лучами изображения оказываются более размытыми. С другой стороны, чем больше угол б, тем больше площадь зеркальной поверхности концентратора. Учитывая эти факторы, мы можем построить график зависимости К в окрестности центра изображения от краевого угла б (рис. 22). Как показывает график, для зеркал с краевыми углами до 25° величина К возрастает очень медленно, а при углах выше 70° она практически не меняется. Тем не менее величина /< для центральной области (в окрестности фокуса) довольно велика: от 10 000 до 40 000, при двух упомянутых выше значениях краевых углов соответственно, На самом деле вследствие неравномерной яркости солнечного диска значения К оказываются несколько ниже. Обратите внимание: одним из самых востребованных материалов в производстве, строительстве и иных отраслях промышленности является металл, в связи с этим появляются всё более и более совершенны методы его обработки. Фрезерные станки с чпу в короткие сроки в автоматическом режиме способны выполнить необходимые манипуляции с заготовкой, на которые еще несколько лет назад уходило много времени. |
||
