1、任务二 太阳灶的设计 目录0 1复习回顾0 2学习目标0 3学习内容0 4问题思考与讨论复习回顾1.太阳灶的定义是什么？2.太阳灶的分类及使用方法如何？学习目标1.了解太阳灶的设计方法；2.了解太阳灶的设计内容；3.学会设计简易聚光太阳灶。太阳灶的设计：1.太阳灶的设计内容（1）旋转抛物面聚光太阳灶的设计；（2）抛物线的制作（3）聚光太阳灶曲面的设计（4）太阳灶各参数的确定（5）太阳灶的结构设计学习内容（1）旋转抛物面聚光太阳灶的设计；抛物线的数学含义：有一动点M到定点F和定直线L的距离相等，则动点M的轨迹称为抛物线。抛物线的标准方程：X2=4fyFM称为动抛物线聚光必须具备的二个条件：（2）
2、入射光线必须是平等光线；（3）入射光线的方向应与主轴平行。yxLEQOMF一、太阳灶的设计（4）抛物线的制作根据抛物线方程计算出xy的值。F不同，一组xy的值不同。简易作图法（5）聚光太阳灶曲面的设计聚光太阳灶曲面都是采用抛物面的某一部分，根据选择的抛物面部位的不同，可分为正轴灶和偏轴灶两大类。正轴灶的设计正轴灶的抛物面顶点恰好在抛物面的正中心，抛物面的主轴恰好为抛物面的对称中心轴。该灶型结构简单、容易制造。偏轴太阳灶的设计概念 太阳灶抛物面的分区 三圆作图法 图示为一张用三圆作图法绘制的采光面轮廓图，它是由三个圆的四条圆弧组成，这三个圆的圆心分别为O1、O2、O3、三个圆的半径分别为R1、R
3、2、R3，只要求出这三个圆的圆心和半径，就能画出采光面轮廓图。O 3O 2O 1OC 2C 3R 1R 2R 3C 1XYm in11m inm inm ax22m axm ax3m in3m inm inm inm ax2cos2cossinsinsinsin2cos2cossinsinsinsin221sinsinfhfORhhfhfORhhfHOfctghRhhffhhH，；，；，。式 中：太 阳 灶 焦 距（mm）；太 阳 最 小 高 度 角（）；太 阳 最 大 高 度 角（）；投 射 角（）；操 作 高 度（mm）。（4）参数的确定 太阳高度角：它表示在太阳灶的使用中，即太阳升起到日
4、落的过程中，在什么样的太阳高度角范围内使用太阳灶。在我国一般在2080范围内使用，低于20时，太阳辐射受到很大程度的衰减，阳光的直接辐射值降低了，使用太阳灶的效果就不佳。最大太阳高度角计算公式：m ax1020.8(h 当 地 纬 度）太阳高度角示意图 投射角 投射角是指反射光线与锅底平面的夹角。考虑到在操作方便的情况下，尽可能增大采光面积，可以取值的范围是1520。要说明的是，投射角过小，锅底对反射光的吸收率变低，从而影响太阳灶的效率。操作高度H 操作高度是指在使用太阳灶时，锅架距地面的高度。H的大小反应了使用是否方便，根据我国妇女身高，建议操作高度不超过1.25m，这样的取值是为了使1.6
5、m或1.6m以上的妇女在使用太阳灶时，不但能从灶的后面够得着锅架，而且在操作上也不费力。采光面积 太阳灶采光面积是指太阳灶主光轴与阳光平行时，灶面在垂直于阳光方向上的投影面积。要得到太阳灶较大的功率，就得有相应的采光面积，在实际计算时，只要知道太阳灶在地面上的投影面积和此时的太阳高度角，根据公式就可以计算出太阳灶的采光面积。sinccAAhAAh22 式 中，太 阳 灶 采 光 面 积，m；太 阳 灶 在 地 面 的 投 影 面 积，m；太 阳 高 度 角，（）。采光面积的确定 在太阳灶效率相等的情况下，太阳灶采光面积的大小决定了太阳灶功率的大小。W%WcbcbPAIAIP22 式 中，太 阳
6、 灶 采 光 面 积，m；额 定 太 阳 直 接 辐 射 度（700/m)；煮 水 过 程 热 效 率（取 值 60）；需 要 的 功 率（）。二、太阳灶的制作 太阳灶模具的制作 太阳灶灶壳的材料和制作 反光材料 支架材料 绘制抛物线 制作抛物面刮板 制作母模 在母模上画采光轮廓线绘制抛物线24xfy制作抛物面刮板 固定在旋转轴上的抛物面刮板旋转轴套底座母模的制作步骤 挖坑并放置底座；浇注粗砂浆；上素灰浆；母模的表面处理；在母模上画采光轮廓线在母模上画采光轮廓线在采光面图上标出有明确坐标位置的各点在抛物面大样上查找各点的空间尺寸折叠式聚光灶一般用经过电解抛光及阳极氧化处理，厚度约为1毫米的铝片
7、作为反射镜。每条铝片，可以很容易地按事先划在纸上的抛物线用手弯成一度弯曲的柱形抛物面。然后，将弯好的铝片顺序排成阶梯状安装于箱框上，形成抛物反射面，使投射在每一反光片上的阳光，都能会聚于锅底。优点是设计和加工工艺简单，灶体轻便。折叠式聚光太阳灶折迭式聚光太阳灶 折迭式聚光太阳灶 折叠式聚光太阳灶折叠式聚光太阳灶1、转动轮 2、底架 3、小轮 4、灶面 5、手轮 6、定位杆7、手柄 8、后支杆 9、前支杆 10、锅圈 11、平型拉杆 热管式太阳灶 储热太阳灶 聚光双回路太阳灶 新型太阳灶 热管式太阳灶热管式太阳灶 储热太阳灶储热太阳灶 室内太阳灶室内太阳灶 问题思考与讨论1.太阳灶设计中用到数学中的哪些知识？2.设计一个简易的聚光太阳灶。TANKS
