اندازه‌گیری خطای شیب سطحی زیر لایة آینة خورشیدی شلجمی با روبش اپتیکی و بررسی کیفی تاثیر آن بر کیفیت تمرکز نور

نویسندگان

1 گروه علوم مهندسی، دانشگاه حکیم سبزواری، سبزوار

2 گروه فیزیک، دانشگاه زنجان، زنجان

3 گروه فیزیک، دانشگاه زنجان، زنجان

doi
10.47176/ijpr.22.4.21369
چکیده

گرداور (کلکتور) خورشیدی یک ابزار اپتیکی برای تبدیل انرژی تابشی خورشید به انرژی گرمایی است. مشخصه‌یابی گرداور بخش مهمی از فرایند پیش‌ساخت است. برینه‌ای (قطاعی) از یک زیرلایۀ شلجمی‌گون از جنس فایبر گلاس تقویت شده به مساحت 0/8 متر مربع با روش قالب‌گیری ساخته شد. نمایۀ سه‌بعدی سطح زیرلایه به روش روبش (اسکن) اپتیکی اندازه‌گیری شد. در روبش اپتیکی ابری از نقاط سطح قطعه همراه با مختصات سه بعدی نقاط آن داده می‌شود. با داشتن این مختصات رویه­‌ای شلجمی به فاصلة کانونی 3000 میلی‌متر به ابر نقاط برازش داده شد. زیرلایۀ ساخته شده از فایبرگلاس با قطعۀ طراحی شده، 1/2 میلی‌متر (خطای ریشۀ میانگین مربعی) عمقی (عمودی) اختلاف داشت. با ‌اندازه‌گیری انحراف بردار عمود بر سطح رویه نسبت به سطح نامی (طراحی شده) شیب انحراف سطحی رویۀ ساخته شده ‌اندازه‌گیری شد. خطای شیب سطح بر حسب انحراف زاویه‌ای نسبت به سطح نامی مقدار 15/7± میلی‌رادیان به‌دست آمد. با کمک داده‌های سه‌بعدی روبشی، رخوارۀ شدت نور در کانون با روش مونت کارلو در محیط نرم افزار زیماکس شبیه‌سازی شد. در ادامه بر روی زیر لایۀ فایبرگلاس، یک رویۀ بازتابندۀ آینه‌ای چسبانیده شد تا نور خورشید را متمرکز کند. سپس توزیع دمایی در کانون آینه با دوربین گرمانگار اندازه‌گیری شد. بیشینه دمای 140 درجة سانتی‌گراد در رخوارۀ دمایی اندازه‌گیری شده با گرمانگار ثبت شد‏.