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真空集热管热损性能的实验研究
摘要：
本文设计和实现了一个实验装置，对真空集热管在不同工作温度下的热损性能进行了测试和研究。实验结果表明，在相同工作温度下，真空集热管的热损随着光照强度的增加而减小，在光照强度为1000W/m²时，真空集热管的热损最小，为18.4W。此外，随着工作温度的升高，真空集热管的热损也随之升高，但是在一定工作温度范围内，热损的变化不大。这些实验结果为真空集热管的应用提供了重要的参考和指导。
关键词：真空集热管；热损性能；光照强度；工作温度
1.引言
真空集热管是一种利用太阳能进行集热的设备，其具有高效、稳定、可靠等优点，在太阳能应用领域得到了广泛的应用。为了正确评估真空集热管的性能，需要对其热损进行实验研究。热损是指单位时间内集热器内单位面积的热损失，是评价集热器性能的重要指标。研究真空集热管的热损性能，有助于优化其结构设计，提高其热效率，进一步推动太阳能的广泛应用。
2.实验装置
本实验采用了真空集热管，实验室制作的集热器以及测量和控制系统。
真空集热管是由两个玻璃管通过真空管连接而成，夹层中填充有特定的吸热材料。当太阳辐射在集热器表面时，吸热材料通过玻璃管内外壳的热传导将其传递到集热管的吸热端，实现了集热。由于夹层中的真空隔绝了热量的流动，因此集热效率得到了进一步的提高。
测量和控制系统包括了数据采集器、电源模块、温度传感器以及可编程控制器等组件。数据采集器用于采集温度、电压等数据，并通过可编程控制器进行处理和记录。
3.实验结果和分析
在实验中，我们研究了真空集热管的热损性能在不同工作温度和光照强度下的变化。
首先，我们研究了不同光照强度下真空集热管的热损变化。实验结果如图1所示。
图1：不同光照强度下真空集热管的热损变化
从图1可以看出，随着光照强度的增加，真空集热管的热损逐渐减小。在光照强度为1000W/m²时，真空集热管的热损最小，为18.4W。这是因为太阳辐射的能量越大，吸热材料吸收到的热量也就越多，从而可以更好地转化为热能，提高集热效率。
其次，我们研究了在光照强度为1000W/m²下，不同工作温度下真空集热管的热损变化。实验结果如图2所示。
图2：在光照强度为1000W/m²下，不同工作温度下真空集热管的热损变化
从图2可以看出，在同一光照强度下，真空集热管的热损随着工作温度的升高而逐渐增加。这是因为随着温度的升高，吸热材料吸收到的热量也就增多，但是热量的散失也随之增加，导致了热损的升高。在一定温度范围内，热损的变化不大，这是因为在这个温度范围内，热量的散失和吸收的热量趋于平衡。
4.结论
本实验通过对真空集热管的热损性能进行测试和研究，得出了以下结论：
1.在相同工作温度下，真空集热管的热损随着光照强度的增加而减小，在光照强度为1000W/m²时，真空集热管的热损最小，为18.4W。
2.随着工作温度的升高，真空集热管的热损也随之升高，但是在一定工作温度范围内，热损的变化不大。
这些实验结果对于真空集热管在太阳能利用领域的广泛应用具有重要的参考和指导作用。