槽式聚光器的风洞试验分析

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在中国,太阳能热发电还处于系统集成和工程示范阶段,是我国近年来要大力发展的可再生能源利用技术,已明确列入“国家中长期科学和技术发展规划纲要”。槽式太阳能热发电是最早实现商业化的太阳能热发电方式,也是目前全球商业化运行电站中占比最多的技术。槽式聚光器是槽式太阳能热发电系统的重要投资和组成单元,约占初始投资的40%。由于它是大跨度结构形体,迎风面积大,风荷载已经成为了他的重要控制荷载。对聚光器模型进行风洞试验,有助于了解聚光器在强风作用下表面的风载特性,并对材料强度提出一定的规范,推动热发电行业的快速发展。本文主要研究内容及成果如下:  (1)通过风洞试验技术,得到了槽式聚光器模型在不同工况下各测点的风压时程,然后分别利用多阶矩法和k-s检验法判断风压测点处的风压时程是否满足高斯分布,并且进行比较分析,得到用k-s检验法判断聚光器模型上风压测点的高斯性更准确的结论,结果证明聚光器上大部分测点的风压时程不满足高斯分布。对于这样的风压时程,我们采用目标概率法来计算它的峰值因子。  (2)根据风压时程和峰值因子得到了槽式聚光器在不同俯仰角下表面的风压分布,并且找到槽式聚光器表面的风压随俯仰角和位置的变化规律,并且根据聚光器表面可能出现的极值风压对聚光器材料的强度提出了一定的要求。  (3)通过matlab编程由风压分布得到聚光器整体的受力情况,研究表明槽式聚光器镜场中不同位置的聚光器表面的风压分布和整体受到的风荷载会有明显的不同,镜场中间的槽式聚光器所受的风荷载要明显小于外层的聚光器,所以可以根据位置的不同改变聚光器的结构设计,在保证安全的条件下,减小镜场投资的成本。综合考虑槽式聚光器表面的风压分布和整体的受力情况,认为30°俯仰角对槽式聚光器不利,210°俯仰角下聚光器较安全。  本文的研究成果,可以为槽式聚光器的抗风设计和相关风荷载规范的制定提供参考依据。
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