طراحي، ساخت و بررسي عملكرد متمركز كننده با نقطه كانوني ثابت شفلر در كرمان

Design, Manufacturing and Performance Evaluation of a Fixed Focus Scheffler Concentrator in Kerman

متمركز كننده با نقطه كانوني ثابت شفلر در نقاط مختلف جهان در كاربرد هاي خانگي و صنعتي مورد استفاده قرار مي گيرد. اين متمركز كننده داراي قاب بيضوي شكلي است و بنوعي طراحي شده است كه ميتواند با چرخش مناسب در طول سال، نقطه‌ي كانوني ثابتي داشته باشد. در اين پژوهش، اصول طراحي و ساخت متمركز كننده ايستاده شفلر به مساحت 2/7 مترمربع ارائه مي‌شود. بدين منظور، متمركز كننده و دريافت كننده‌ي آن به كمك نرم‌افزار ساليدوركز طراحي شدند. متمركز كننده ساخته شده در روزهاي مختلف و تحت شرايط متفاوت، مورد آزمايش قرارگرفت و راندمان حرارتي آن محاسبه گرديد. نتايج نشان داد كه متمركز كننده با مساحت 2/7 مترمربعي قادر خواهد بود كه تا 9/82 برابر تابش دريافتي در سطح افق را در نقطه‌ي كانوني، تابش فراهم كند. علاوه بر اين، نتايج آزمايشات نشانگر آن هستند كه متمركز كننده قادر خواهد بود 12 ليتر آب را در مدتزمان كمتر از 2ساعت در حالتي كه دريافت كننده از رنگ مشكي و پوشش شيشه‌اي برخوردار است به نقطه‌ي جوش برساند. در اين حالت راندمان حرارتي % 37 مي‌باشد. در نهايت، از متمركز كننده ايستاده جهت تأمين گرمايش 100 ليتر آب نيز استفاده گرديد و توانست دماي اين مقدار آب را به 60 درجه سلسيوس برساند.

Scheffler fixed focus concentrator is used for domestic and industrial applications in various parts of the world. This concentrator has an elliptical frame and designed in such a way that can provide fixed focus during a year with proper rotation. In this research, design and manufacturing principles of a Scheffler standing concentrator with an area of 2.7 m2 is presented. To this end, concentrator and its receivers were designed using Solidworks software.. Thermal efficiency of a manufactured concentrator was obtained from its operation for many days with different conditions. The results show that a concentrator with an area of 2.7 m2 can provide incident radiation up to 9.82 times that on the horizontal surface at the focal point. In addition, results of the experiment show that this concentrator can provide enough heat for boiling of 12 liters of water in less than 2 hours. A thermal efficiency of 37% was obtained for a receiver with surface of black color and glass cover. Finally, the standing concentrator was used to heat 100 lit of water resulting in an increase of water temperature to 60 °C.