太阳灶原理、设计与制作

《太阳灶原理、设计与制作》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第一篇太阳灶的分类、原理与结构2、聚光式太阳灶聚光式太阳灶是将较大面积的阳光聚焦到锅底，使温度越到较高的程度，以满足炊事要求。这种太阳灶的关键部件是聚光镜，不仅有镜面材料的选择，还有几何形状的设计。最普通的反光镜为镀银或镀铝玻璃镜，也有铝抛光镜面和涤纶薄膜镀铝材料等。聚光式太阳灶的镜面设计，大都采用旋转抛物面的聚光原理。在数学上若抛物线绕主轴旋转一周，所得的面，即称为“旋转抛物面”。若有一束平行光沿主轴射向这个抛物面，遇到抛物面的反光，则光线都会集中反射到定点的位置，于是形成聚光，或叫“聚焦”作用。作为太

2、阳灶使用，要求在锅底形成一个焦面，才能达到加热的目的。换言之，它并不要求严格地将阳光聚集到一个点上，而是要求一定的焦面。确定了焦面之后，我们就不难研究聚光器的聚光比，它是决定聚光式太阳灶的功率和效率的重要因素。聚光比K可用下式求得：K=采光面积/焦面面积。采光面积是指太阳灶在使用时反射镜面阳光的有效投影面积。根据我国推广太阳灶的经验，设计一个500～700瓦功率的聚光式太阳灶，通常采光面积约为1．5～2.0米。个别大型蒸汽太阳灶也是聚光式太阳灶，但其采光面积较大，有的要在5米2以上。旋转抛物面聚光镜是按照

3、阳光从主轴线方向入射，所以往往在通过焦点上的锅具时会留下一个阴影，这就要减少阳光的反射，直接影响太阳灶的功率。河南省能源研究所刘祖德同志在研制太阳灶时，首先提出关于偏轴聚焦的原理，克服了上述弊病。目前，我国大部分太阳灶的设计均采用了偏轴聚焦原理。3、热管式太阳灶热管式太阳灶分为两个部分：（1）室外收集太阳能的集热器，即自动跟踪的聚光式太阳灶。（2）热管。热管是一种高效传热件、利用管体的特殊构造和传热介质树蒸发与凝结作用，把热量从管的一端传到另一端。热管式太阳灶是将热管的受热端即沸腾段置于聚光太阳灶的焦点处

4、，而把释热端即凝结段置于散热处或蓄热器中。于是，太阳热就从户外引入室内，使用较为方便。有的将蓄热器置于地下，利用大地作绝热保温器，其中填以硝酸钠、硝酸钾和亚硝酸钠的混合物作蓄热材料。当热管传给的热量熔化了这些盐类，盐熔液就把蛇形管内的载热介质加热，载热介质流经炉盘，炉盘受热即可作炊事用。(二、聚光式太阳灶太阳灶的基本构造太阳灶灶体的表面形状为旋转抛物面凹面，上面粘贴反光材料。旋转抛物面是由抛物线绕它的对称轴旋转180度而形成的。众所周知，抛物线具有这样的性质：当平行光线沿着主光轴（抛物线对称轴）方向入射到

5、它的表面时，反射光线都通过它的焦点。旋转抛物面具有同样的性质。由于太阳光基本上属于平行光线，所以当太阳灶的(旋转抛物面的)主光轴指向太阳的时候，平行的太阳光线入射到旋转抛物面表面，经过反光材料的反射，这些反射光线都从它的焦点处通过，在这里形成太阳光线的高密集区。抛物面的焦点就在它的主光轴上。这样，我们把炊具放到抛物面焦点附近时，就可以烧水做饭了。太阳灶的支撑调节机构是保证太阳灶随时跟踪太阳的结构部分。为了使太阳灶全年都能使用，太阳灶的主光轴应该随时指向太阳，就需要太阳灶灶体能够根据太阳的高低作前后俯仰的仰

6、角调节；还要能够左右转动，进行方位角调节。实现这一功能的部分就是太阳灶的支撑调节机构。它包含了支架、底座以及仰角调节杆。支架架在底座上，灶体架在支架上，可以自由地左右旋转。仰角调节杆连接了灶体和支架，以实现太阳灶灶体的仰角调节。锅架就是支撑锅具的结构部分。根据太阳灶的锅架与灶体之间的连接关系不同，反射聚光太阳灶又可以分为"轴上聚光太阳灶"和"轴外聚光太阳灶"。轴上聚光太阳灶的锅架是平行四边形结构。它直接与太阳灶的灶体连接。当太阳灶跟踪太阳作仰角调节的时候，支撑在太阳灶锅架上的锅具连同锅架、大阳灶灶体一起做

7、前后的俯仰运动；当太阳灶灶体进行方位角调节的时候，它们也一起跟着左右转动。由于锅具在太阳灶的主光轴上的焦点附近，这就保证了被太阳灶灶面反射的太阳光线在锅底上汇聚。轴外聚光太阳灶的锅架是直接与太阳灶的支架连接而不与灶体连接的。这样，当太阳灶进行仰角调节的时候，锅架并不与灶体一起运动，它只和支架连同灶体厂起进行左右旋转，实现方位角调节，也就是说，当太阳灶进行仰角调节的时候并不能保证锅具总在抛物面的焦点附近。但只要不是离得太远，反射光线中的绝大部分还是能够在锅底上汇聚的（4）不得在太阳灶的锅架上晾晒衣物。在保养

8、方面：（1）太阳灶反光面上不得有积雪、积水；（2）灶面上有灰尘或污垢时，对于玻璃镜而言，既可以干擦，也可以蘸水擦洗；对于镀铝薄膜而言，只能用水冲洗，不允许干擦；（3）降雨之前应该苫好太阳灶，尤其是用菱苦土制作的灶体，应该尽量避免雨淋水泡。三、聚光式太阳灶灶壳的材料与制作太阳灶材料可分为灶壳材料、反光材料和支架材料三大部分。由于灶壳材料是关键，我们将重点加以介绍。水泥太阳灶、玻璃钢太阳灶、铸铁太阳灶、菱镁太阳灶等称谓，大都是指灶