一种纳米流体槽式太阳能聚光器

本发明涉及聚光器，具体为一种纳米流体槽式太阳能聚光器。

背景技术：

1、太阳能是地球上最丰富且清洁的可再生能源。对太阳能高效、安全、低成本利用可以有效解决全球能源问题，太阳能热利用重点是将太阳能转化为热能，并应用于热发电、热化学转化、采暖和制冷等方面。按照聚光集热方式可分为槽式、碟式和塔式，其中槽式太阳能集热系统是商业化运行中最广泛且成熟的系统，适合在中低温范围内的应用。

2、传统槽式聚光器通过抛物面反射镜将太阳光聚集到集热管上，热量由集热管内工质吸收。但是目前传统的聚光器内部工质大多数为纯基础流体，其热导率一般，并且纯基础流体的稳定性一般，长期使用后会出现一定程度的分层或沉淀的现象也会影响热传递的效率。另外当出现冰雹等极端天气时，传统的聚光器不具备对反射镜进行保护的效果，会导致反射镜内表面的曲率发生变化，进而影响其聚光效果。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本发明提供了一种纳米流体槽式太阳能聚光器，解决了纯基础流体热导率一般和不具备对反射镜进行保护的问题。

2、为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种纳米流体槽式太阳能聚光器，包括保护罩，所述保护罩两侧内径上均固定连接有端盖且保护罩的形状为半圆形，端盖的形状为圆形，所述保护罩前后两端壁厚内均贯穿并设置有伸缩槽，所述保护罩上的伸缩槽内均滑动连接有第一弧形板，且第一弧形板的形状为四分之一圆弧，所述第一弧形板壁厚内均贯穿并设置有伸缩槽，所述第一弧形板上的伸缩槽内均滑动连接有第二弧形板，且第二弧形板的形状为四分之一圆弧，所述保护罩底部中间位置内壁上固定连接有安装座且安装座的剖面近似于u型，所述安装座内部设置有反射镜，所述反射镜内底部两侧均设置有卡箍，两个所述卡箍内之间设置有集热管。

3、优选的，所述保护罩底部两侧外壁上均固定连接有脚座，所述端盖相对的一侧中心位置处均固定连接有舵机，所述舵机的输出端均固定连接有u型杆且u型杆的一端分别与第二弧形板一侧弧形端面的终点固定连接。

4、优选的，所述反射镜的两侧分别与端盖滑动连接。

5、优选的，所述集热管两端均螺纹连接有密封盖，所述集热管内装有纳米流体。

6、优选的，所述安装座内壁上固定连接有均匀分布的压力传感器，所述压力传感器顶部均固定连接有弹簧。

7、优选的，所述纳米流体包括如下原料：多壁碳纳米管、甘油和甜菜碱，其中甘油和甜菜碱的质量比为12:1。

8、优选的，所述纳米流体的制备工艺，包括以下步骤：

9、s1.基础流体制备

10、按照质量比将甜菜碱和甘油加入至磁力搅拌器内以300-500r/min的转速持续搅拌1h，直至混合均匀后形成稳定的基础流体；

11、s2.最终混合

12、再将s1制得的基础流体和多壁碳纳米管一起放入超声振荡器中进行均质分散处理，直至纳米颗粒分散至50ppm的浓度，最终得到分布均匀的纳米流体。

13、工作原理：通过脚座底部的安装孔和固定螺栓可将聚光器固定安装在地面上，通过卡箍将集热管固定安装在反射镜底部内壁上，再将安装好的反射镜沿着端盖滑落至安装座上，并使得反射镜底部平稳的落在弹簧上，聚光器即可安装完成，聚光器在工作时太阳光照射在反射镜内壁面上，并反射至集热管上，对集热管内的传热工质进行加热；当遇到极端天气时，控制舵机工作，两个舵机分别带动u型杆相对转动，u型杆带动一端固定的第二弧形板以舵机为圆心转动，第二弧形板转动从第一弧形板内的伸缩槽中展开，而第一弧形板则转动从保护罩的伸缩槽中展开，u型杆转动90°后，两块第二弧形板合拢，使得保护罩、端盖、第一弧形板和第二弧形板构成一个相对封闭的空间，避免保护罩内部的反射镜和集热管遭受冰雹等硬物的破坏，反之即可将第一弧形板和第二弧形板收纳，集热管正常工作；当展开过程不及时时，冰雹等硬物可能会砸在反射镜上，通过弹簧底部的压力传感器可对压力的异常变化进行监测，迅速监测到压力值的变化并报警，工作人员及时对反射镜进行更换。另外集热管内装的纳米流体具有较高的热传递及导热效率。

14、本发明提供了一种纳米流体槽式太阳能聚光器。具备以下有益效果：

15、1、本发明通过将纳米颗粒和基础流体复合制得纳米流体装入集热管内进行吸热导热，由于多壁碳纳米管具有优异的导热性能，使得采用纳米流体的集热管在热传递方面具有很高的效率。并且由于纳米流体良好的稳定性以及纳米颗粒的高折射率，使其在长期使用中也不会发生沉淀和分层的现象。保证了该集热管具有较高的热传递及导热效率。

16、2、本发明通过舵机工作分别带动u型杆转动，u型杆的最大转动角度为90°，进而带动第一弧形板和第二弧形板以舵机为圆心旋转，第一弧形板和第二弧形板从伸缩槽内滑出，两侧的弧形板组合在一起形成一个封闭空间，进而避免保护罩内的反射镜被冰雹破坏造成凹陷等情况。并且通过反射镜底部的弹簧和压力传感器对反射镜进行承托，当反射镜被硬物砸到时通过压力传感器可迅速监测到压力的变化并报警，以保证反射镜的聚光效果不受影响。

技术特征：

1.一种纳米流体槽式太阳能聚光器，包括保护罩(1)，其特征在于：所述保护罩(1)两侧内径上均固定连接有端盖(2)且保护罩(1)的形状为半圆形，端盖(2)的形状为圆形，所述保护罩(1)前后两端壁厚内均贯穿并设置有伸缩槽(14)，所述保护罩(1)上的伸缩槽(14)内均滑动连接有第一弧形板(4)，且第一弧形板(4)的形状为四分之一圆弧，所述第一弧形板(4)壁厚内均贯穿并设置有伸缩槽(14)，所述第一弧形板(4)上的伸缩槽(14)内均滑动连接有第二弧形板(5)，且第二弧形板(5)的形状为四分之一圆弧，所述保护罩(1)底部中间位置内壁上固定连接有安装座(7)且安装座(7)的剖面近似于u型，所述安装座(7)内部设置有反射镜(8)，所述反射镜(8)内底部两侧均设置有卡箍(9)，两个所述卡箍(9)内之间设置有集热管(10)。

2.根据权利要求1所述的一种纳米流体槽式太阳能聚光器，其特征在于：所述保护罩(1)底部两侧外壁上均固定连接有脚座(3)，所述端盖(2)相对的一侧中心位置处均固定连接有舵机(6)，所述舵机(6)的输出端均固定连接有u型杆(13)且u型杆(13)的一端分别与第二弧形板(5)一侧弧形端面的终点固定连接。

3.根据权利要求1所述的一种纳米流体槽式太阳能聚光器，其特征在于：所述反射镜(8)的两侧分别与端盖(2)滑动连接。

4.根据权利要求1所述的一种纳米流体槽式太阳能聚光器，其特征在于：所述集热管(10)两端均螺纹连接有密封盖(15)，所述集热管(10)内装有纳米流体。

5.根据权利要求1所述的一种纳米流体槽式太阳能聚光器，其特征在于：所述安装座(7)内壁上固定连接有均匀分布的压力传感器(12)，所述压力传感器(12)顶部均固定连接有弹簧(11)。

6.根据权利要求4所述的一种纳米流体槽式太阳能聚光器，其特征在于：所述纳米流体包括如下原料：多壁碳纳米管、甘油和甜菜碱，其中甘油和甜菜碱的质量比为12:1。

7.根据权利要求6所述的一种纳米流体槽式太阳能聚光器，其特征在于：所述纳米流体的制备工艺，包括以下步骤：

技术总结
本发明提供一种纳米流体槽式太阳能聚光器，涉及聚光器技术领域。该太阳能聚光器，包括保护罩，所述保护罩底部中间位置内壁上固定连接有安装座，所述安装座内部设置有反射镜，所述集热管内装有纳米流体，所述纳米流体包括如下原料：多壁碳纳米管、甘油和甜菜碱。通过将纳米颗粒和基础流体复合制得纳米流体装入集热管内进行吸热导热，由于多壁碳纳米管具有优异的导热性能，使得采用纳米流体的集热管在热传递方面具有很高的效率。并且由于纳米流体良好的稳定性以及纳米颗粒的高折射率，使其在长期使用中也不会发生沉淀和分层的现象。保证了该集热管具有较高的热传递及导热效率。

技术研发人员：汪玲玲,潘明明,于伟
受保护的技术使用者：上海第二工业大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15