全玻璃真空集热管真空品质试验装置

研制了一台全玻璃真空集热管真空品质试验装置,采用集热管内置加热器,恒温加热至350℃持续48 h,测量集热管尾管处吸气剂镜面消失率.同时该装置还可测量集热管恒温加热功率随烘烤时间变化数据,即单位时间整支集热管的热量损耗随时间变化数据.该装置由《集热管测试架》、《仪表箱》和《PC计算机》三部分组成.我们采用VB和组态王软件编写了数据采集和处理程序,并成功运行,实现了数据采集和处理的自动化.该装置恒温加热温度可在80℃～500℃之间任意设定,恒温350℃时温度波动范围±1℃.该装置已成功用于全玻璃SS-AIN金属陶瓷真空集热管真空品质试验.     

全玻璃太阳能真空集热管的镀膜技术

本文介绍用磁控溅射镀膜机制取的铜／不锈钢——碳质膜层的特点及膜的制取工艺。     

全玻璃SS-AlN金属陶瓷真空太阳集热管

不锈钢-氮化铝(SS-AlN)金属陶瓷太阳选择性吸收涂层于1995年在实验室制备成功,采用真空磁控溅射沉积。太阳吸收复合膜采用干涉吸收型膜层结构,由不同金属含量的两层金属陶瓷层组成吸收层。金属陶瓷吸收层采用在镀膜室中SS和Al金属靶,在溅射气体Ar和反应气体N2中同时溅射运行,SS靶非反应溅射沉积SS金属组分,Al靶反应溅射沉积AlN陶瓷组分。实验室沉积的SS-AlN吸收涂层的太阳吸收比高达94%～96%,室温辐射比3.5%～4.0%。皇明公司2001年开始产业化生产全玻璃SS-AlN真空太阳集热管。我们开发了立式集热管连续镀膜线,第一条镀膜线于2007年调试成功,投入生产。集热管镀膜线真空系统长约41 m,高约3 m。每条线日产约为1.8～2.0万支。     

真空太阳能集热管烘烤排气高真空系统设计

试验证明X50烘烤排气台的抽真空性能明显优于X35烘烤排气台的抽真空性能。在装载集热管加热烘烤结束时,X35排气台和X50排气台的高阀处的真空度接近相等,为2×10-3Pa;在真空管道端部处的真空度,X50排气台的真空度为5×10-3Pa,X35排气台的真空度为1.7×10-2Pa,明显差于高阀处。根据流导计算和试验结果分析,设计的真空太阳能集热管烘烤排气台的高真空系统,提高了装集热管真空管道边缘处的真空度,缩短了装集热管真空管道边缘处的空恢时间,提高了装集热管真空管道边缘处的极限真空度,并能应急处理抽气时集热管炸裂的情况,最终提高真空太阳能集热管的使用寿命。     

高性能SS-AlN金属陶瓷真空太阳集热管的制备

采用真空磁控溅射沉积SS-AlN金属陶瓷太阳选择性吸收涂层.涂层光学功能层的制备,先采用铜靶溅射Cu红外反射层;再采用不锈钢(SS)和铝两金属靶在Ar和N2的混合气体中同时溅射沉积SS-AlN金属陶瓷吸收层;最后采用Al靶在Ar和N2中反应溅射沉积AlN减反射层.金属陶瓷吸收层由高、低SS体积份额的两吸收子层组成.优化溅射镀膜工艺参数获得高性能吸收涂层,太阳吸收比α(AM1.5)高达0.956±0.003(国标GB:α≥0.86),比GB高10％;红外发射比ε仅为0.043±0.003(GB:ε≤0.08).制备成φ58×2100 mm全玻璃真空太阳集热管,80℃平均热损系数ULT仅为0.47±0.01 W/m2℃ (GB:ULT≤0.85 W/m2℃),比GB低0.38W/m2℃,性能提高45％.制备的真空集热管具有良好的真空品质,集热管内管加热350℃恒温480 h后,吸气镜面轴向长度平均消失率仅为2～3％,集热管真空品质优于GB高达100倍以上(GB:350℃恒温48 h,镜面消失率≤50％).     

内聚光膜式全玻璃真空太阳集热管真空品质表征方法

本文计算了内聚光膜式全玻璃真空太阳集热管在烘烤排气过程中的排气量,提出了一种定量表征其真空品质的方法,然后通过集热管高温烘烤———加速老化实验对其真空性能进行了验证,首次利用内聚光膜式集热管高温烘烤过程中铝膜温度随老化时间的变化曲线表征其真空性能,且效果良好。实践表明,这种定量分析结合实验验证的方法表征内聚光膜式集热管真空品质是行之有效的。     

真空玻璃集热管溅射α—C：H／Al—N／Al吸收涂层的研究

用磁控溅射镀膜技术镀制太阳能集热管的涂层研究结果表明，用单一的铝靶极及氮气、乙炔气体等材料，经直流反应和非反应溅射，在玻璃管上镀制α－C：H／Al-N/Al选择性吸收涂层，其太阳吸收比αs=0.93-0.94，半球向发射比εh=0.07-0.08，与Al-N/Al选择性吸收涂层相比，反应溅射阶段镀膜时间缩短了59％。     

太阳能真空集热管排气台的设计

本文介绍了太阳能真空集热管气台的设计要求与结构特点。     

全玻璃太阳集热管烘烤排气工艺采用复合分子泵抽高真空

采用复合分子泵替代油扩散泵进行全玻璃真空太阳集热管排气烘烤抽高真空试验。选用了三种型号分子泵,在集热管自动连续烘烤排气线上进行实验。经过约一年较长时间生产运行试验后,分子泵经受了190次以上的集热管管口破裂引起的大气冲击,没有损坏,抽真空性能无明显变化。采用分子泵烘烤排气工艺制备的集热管,按国标在温度350℃,48 h高温老化试验后,吸气剂镜面消失率约为5%,仅为国标规定值的10%。     

真空玻璃集热管溅射α-C∶H/Al-N/Al吸收涂层的研究

用磁控溅射镀膜技术镀制太阳能集热管的涂层研究结果表明,用单一的铝靶极及氮气、乙炔气体等材料,经直流反应和非反应溅射,在玻璃管上镀制α-C∶H/Al-N/Al选择性吸收涂层,其太阳吸收比αS=0.93～0.94,半球向发射比εh=0.07～0.08,与Al-N/Al选择性吸收涂层相比,反应溅射阶段镀膜时间缩短了59%.     

附加共振吸声器的飞机壁板隔声理论及实验研究

本文在小体积低频共振吸声器研究理论的基础上,研究了用附加共振器改善飞机壁板低频传声损失(隔声量)的方法。建立了计算双壁板结构隔声量的数学模型,推导了附加共振吸声器后壁板传声损失的计算公式,阐明了共振吸声器对提高壁板隔声量的物理原理。实验测量了实际(Y—7)飞机壁板的隔声量,在80Hz 和160Hz 的1/3倍频程中心频率上,壁板加共振器后,隔声量提高了4dB 和6.5dB,理论计算结果与实验结果一致性很好。