太陽能熱水器結(jié)構(gòu)設(shè)計
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塔里木大學(xué)
畢業(yè)論文(設(shè)計)開題報告
課題名稱 太陽能熱水器結(jié)構(gòu)設(shè)計
學(xué)生姓名
學(xué) 號
所屬學(xué)院 機械電氣化工程學(xué)院
專 業(yè) 農(nóng)業(yè)機械化及其自動化
班 級
指導(dǎo)教師
起止時間 2011/12/1至2012/5/30
機械電氣化工程學(xué)院教務(wù)辦制
填 表 說 明
一、學(xué)生撰寫《開題報告》應(yīng)包含的內(nèi)容:
1、本課題來源及研究的目的和意義;
2、本課題所涉及的問題在國內(nèi)(外)研究現(xiàn)狀及分析;
3、對課題所涉及的任務(wù)要求及實現(xiàn)預(yù)期目標(biāo)的可行性分析;
4、本課題需要重點研究的、關(guān)鍵的問題及解決的思路;
5、完成本課題所必須的工作條件及解決的辦法;
6、完成本課題的工作方案及進(jìn)度計劃;
7、主要參考文獻(xiàn)(不少于7篇)。
二、本報告必須由承擔(dān)畢業(yè)論文(設(shè)計)課題任務(wù)的學(xué)生在接到“畢業(yè)論文(設(shè)計)任務(wù)書”的兩周內(nèi)獨立撰寫完成,并交指導(dǎo)教師審閱。
三、開題報告要求手寫體,字?jǐn)?shù)在3000字以上,由學(xué)生在本報告冊內(nèi)填寫,頁面不夠可自行添加A4紙張。
四、每個畢業(yè)論文(設(shè)計)課題須提交開題報告一式三份,一份學(xué)生本人留存,一份指導(dǎo)教師存閱,一份學(xué)生所在學(xué)院存檔,備檢備查。
1太陽能熱水器的來源及研究的目的和意義
進(jìn)入21世紀(jì),隨著石油、煤、天然氣等這些不可再生自然能源價格的上漲,能源危機再次引起了人們的注意,如何很好的節(jié)約和利用能源,特別是可持續(xù)性能源,一直是人類所面臨的問題。在本次設(shè)計中我將從我國目前面臨的能源現(xiàn)狀出發(fā),分析太陽能的基本特性的基礎(chǔ)上,對目前收集太陽能最成功的裝置太陽能熱水器進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計。
太陽能熱轉(zhuǎn)換技術(shù)的核心是采用高品質(zhì)、高轉(zhuǎn)換率的太陽能集熱器。未來的太陽能熱利用發(fā)展趨勢是太陽能與建筑結(jié)合,太陽能平板集熱器是與建筑結(jié)合最佳方式的太陽集熱器。但我國幅員遼闊,各地日照時間,日照角度等參數(shù)各不相同,因此可根據(jù)環(huán)境需要做成靈活多變的結(jié)構(gòu)形式和形體尺寸。
太陽能熱水器雖然在國內(nèi)用的比較多,但是在結(jié)構(gòu)方面有不少的不足之處,不能盡可能滿足用戶的使用,本次設(shè)計旨在提出一些可以優(yōu)化的方面。
一是提出集熱器旋轉(zhuǎn)的結(jié)構(gòu)改進(jìn)方案,二是提出集熱器日照角度變換的結(jié)構(gòu)改進(jìn)方案,三是提出在熱水器自動控制方面的改進(jìn)方案。
2 太陽能熱水器在國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及分析
(1)國內(nèi)研究現(xiàn)狀分析
當(dāng)前我國自主開發(fā)的全玻璃真空管太陽能熱水器在世界上處于領(lǐng)先平,并出口到日本、美國等發(fā)達(dá)國家。據(jù)統(tǒng)計,截止到1998年底,我國太陽能熱水器生產(chǎn)廠有1000多家,年產(chǎn)量在250萬平方米以上,年產(chǎn)值35億元,從業(yè)人員1.5萬人,用戶達(dá)3000多萬人,年產(chǎn)量及擁有量均居世界首位,成為我國節(jié)能領(lǐng)域的新興產(chǎn)業(yè),已引起國際能源界的關(guān)注,發(fā)展勢頭很好。進(jìn)入90年代,中國在改革開放政策指引下,隨著太陽能熱水器的不斷改進(jìn)、大眾文明意識的提高、人民生活水平的不斷提高以及對生活熱水需求的日益增長和擁有9億人口的農(nóng)村潛在,市場的開發(fā),更是促進(jìn)了太陽熱水工業(yè)的迅速發(fā)展,太陽能熱水器應(yīng)用同時也得到了一個大規(guī)模進(jìn)展,并且形成了與空調(diào)、彩電、冰箱等一樣的大規(guī)模市場。太陽能熱水器是利用集熱器吸收太陽光,將光能轉(zhuǎn)化成熱能,并通過儲水箱將熱水儲存的裝置。目前,技術(shù)水平最高的太陽能熱水器是真空集熱管太陽能熱水器。真空集熱管的內(nèi)、外管之間是真空夾層,確保冬季管內(nèi)不結(jié)冰,能夠正常使用,內(nèi)管上有一層選擇性吸收鍍膜,膜層能充分吸收太陽光。真空管里的水,吸收熱量后,通過溫差循環(huán),加熱儲箱內(nèi)的水。太陽能中央熱水系統(tǒng)采取以太陽能為主,電能為輔的能源利用方式。一般情況下全年90%的熱水來自太陽能,只需10%的電能作補充,365天全天候可以供應(yīng)熱水。太陽能熱水器可在全國大部分地區(qū)使用,并被廣泛應(yīng)用于家庭,在賓館沐浴、工業(yè)用水等方面獲得利用。同時,由于其經(jīng)濟和社會效益顯著。不用煤油電而用太陽能熱水器洗浴的城鄉(xiāng)居民全國有3000多萬,年節(jié)約能源200萬噸標(biāo)準(zhǔn)煤。太陽熱水不但為廣大城鄉(xiāng)用戶所接受,而且建設(shè)部已將它列入建筑節(jié)能新技術(shù),準(zhǔn)備推廣,太陽熱水系統(tǒng)將與被動太陽采暖、光伏器件一起成為21世楊太陽能建筑結(jié)構(gòu)的一個組成部分。太陽熱水要擴展到為工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)服務(wù)。
太陽能產(chǎn)品本身還存在著使用不方便、不配套、質(zhì)量檔次不高的狀況。同時,由于受自身條件的限制,隨著春夏秋冬四季的變化,以及不同季節(jié)不同天氣的變化,由于真空集熱管太陽能熱水器的單一性能,出水溫度和熱水存量的不確定性給使用中帶來眾多不便,同時也造成了對太陽能的利用效率低下,太陽能熱水器也就在一定程度上滿足不了不同用戶的不同需要,從而影響了太陽能熱水器的長期發(fā)展。我國的太陽能熱水器發(fā)展趨勢十幾年來 ,我國太陽能熱水器行業(yè)從無到有,由小變大,發(fā)展非常迅速,但其普及率仍然很低,產(chǎn)品的品種、功能和質(zhì)量也都遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足需要。今后,我國太陽能熱水器將怎樣發(fā)展,這里僅從產(chǎn)品和技術(shù)的角度,對其發(fā)展趨勢做個介紹。
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(2)國外研究現(xiàn)狀分析
在世界范圍內(nèi),太陽能熱水器技術(shù)已很成熟,并已形成行業(yè),正在以優(yōu)良的性能不斷地沖擊電熱水器市場和燃?xì)鉄崴魇袌觥獾奶柲軣崴靼l(fā)展很早,但80 年代的石油降價,加之取消對新能源減免稅優(yōu)惠的政策導(dǎo)向,使工業(yè)發(fā)達(dá)國家太陽能熱水器總銷售量徘徊在幾十萬平方米。
世界環(huán)境發(fā)展大會之后,許多國家又開始重視太陽能熱水器在節(jié)約常規(guī)能源和減少排放二氧化碳方面的潛力,僅據(jù)美國加州首府薩克門托市的計劃,到2000 年太陽能熱水器將取代該州47000 套家用電熱水器;到2000 年日本太陽能熱水器的擁有量將翻一番;以色列更是明文規(guī)定,所有新建房屋必須配備太陽能熱水器。目前,我國是世界上太陽能熱水器生產(chǎn)量和銷售量最大的國家。1992 年銷售量為50萬m2 ,為世界其他各國銷售量之和;1995 年銷售量翻番,達(dá)100萬m2 。據(jù)初步統(tǒng)計,1997 年我國太陽能熱水器銷售量300萬m2 ,目前,我國從事太陽能熱水器研制、生產(chǎn)、銷售和安裝的企業(yè)達(dá)到1000 余家,年產(chǎn)值20 億元,從業(yè)人數(shù)115 萬人。但從房屋的熱水器安裝率來說,以色列已達(dá)80% ,日本為11% ,臺灣達(dá)217 %,我國在千分之幾左右,其太陽能熱水器的推廣應(yīng)用潛力仍很大。國際上,太陽能熱水器產(chǎn)品經(jīng)歷了悶曬式、平板式、全玻璃真空管式的發(fā)展,目前其產(chǎn)品的發(fā)展方向仍注重提高集熱器的效率,如將透明隔熱材料應(yīng)用于集熱器的蓋板與吸熱間的隔層,以減少熱量損失;聚脂薄膜的透明蜂窩已在德國和以色列批量生產(chǎn)。隨著世界范圍內(nèi)的環(huán)境意識和節(jié)能意識的普遍提高,太陽能熱水器必將逐步替代電熱水器和燃?xì)鉄崴鳌km然太陽能熱水器目前仍存在市場價格高、受季節(jié)和天氣影響的不利因素,但太陽能熱水器具有不耗能、安全性、無污染性等優(yōu)勢,而且隨著技術(shù)的發(fā)展其經(jīng)濟性也逐漸顯露出來。有關(guān)專家對三種熱水器的經(jīng)濟指標(biāo)比較結(jié)果表明,太陽能熱水器在經(jīng)濟上已具有較強的競爭力。
3任務(wù)要求及實現(xiàn)預(yù)期的可行性分析
任務(wù)要求:查閱相關(guān)文獻(xiàn),進(jìn)行歸納整理 ,并進(jìn)行總結(jié),從而梳理思路,進(jìn)行收割機的設(shè)計
可行性分析:預(yù)計在一周時間時間左右對已經(jīng)查閱的相關(guān)文獻(xiàn)資料進(jìn)行歸納總結(jié),整理,建立設(shè)計思路,擬定總過程的總體法案;然后就進(jìn)行設(shè)計方面,大概在一月之內(nèi),實施具體設(shè)計(畫出總裝圖零件圖等);然后根據(jù)具體要求撰寫設(shè)計說明書,需10天左右,最后需要幾天時間做最后的整理,準(zhǔn)備答辯,
4研究的,關(guān)鍵的問題及解決的思路
成功設(shè)計出小型太陽能結(jié)構(gòu)機械部分應(yīng)有以下幾個任務(wù)要求:
(1)采用齒輪傳動,驅(qū)動為電機;
(2)選擇合適的傳動裝置,來達(dá)到小型太陽能結(jié)構(gòu)的設(shè)計目標(biāo)。
(3)本課題需要重點研究的、關(guān)鍵的問題及解決的思路
本課題重點研究的是怎樣設(shè)計小型太陽能結(jié)構(gòu)的機械部分,采用適合的傳感器以及傳動裝置來達(dá)到設(shè)計任務(wù)的目標(biāo)。
(1)根據(jù)小型太陽能結(jié)構(gòu)需要旋轉(zhuǎn)和升降的要求和自動化程度來選擇適合的動力源;
(2)確定傳動機構(gòu)和執(zhí)行機構(gòu);
(3)根據(jù)小型太陽能結(jié)構(gòu)的大小,通過手里要求計算出機構(gòu)中各個零件尺寸的大小、型號等并畫出裝配圖;
(4)對受力部件,零件尺寸進(jìn)行校核計算。
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5所必須的工作條件
相關(guān)文獻(xiàn) 計算器
6工作方案及工作進(jìn)度
第一周~第三周 查找文獻(xiàn)資料,并完成開題報告
第四周~第五周 對查閱的文獻(xiàn)資料進(jìn)行歸納整理,設(shè)計太陽能熱水器的總體方案
第六周~第九周 對太陽能熱水器的結(jié)構(gòu)進(jìn)行具體的設(shè)計
第十周~第十二周 撰寫設(shè)計說明
第十三周~第十四周 整理資料準(zhǔn)備答辯
參考文獻(xiàn)
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學(xué)生簽名 金海鴿
2012 年 12 月 20 日
指導(dǎo)教師審閱意見
指導(dǎo)教師簽名
年 月 日
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