《菲涅尔透镜统一设计方法》由会员分享，可在线阅读，更多相关《菲涅尔透镜统一设计方法（8页珍藏版）》请在装配图网上搜索。
1、Vol J2, No. 4iig j太阳能学报ACTA CrERrjJAG SOLARIS SIN3CA菲涅尔透镣 统一设 计方法郭孝武（陨西盲祐理研究酣摘要本文对丈阳能利用中几冲菲涅尔透镜进行了对比分析？导由了统一的设计公式？只耍改变某些需数就可用来投计不同的菲涅尔透道收：集太阳能的方法很多？除直按接收外*菲涅尔透镜的应用也相当广泛，因而设计方法也很多本文对各种设计方祛进行了对比分析 *导由了菲涅尔透镜统一设计计算公式，便利了今后的推广和应用C菲涅尔透镜统一计算方法设在菲涅尔透镜轴线上F点处*育-点光源*由它发生的光束穿过周围空气到达透镜的曲折面一侧。在此，我们只探讨第 0、n两光束.它们分
2、别经0、月折射后，穿过透镜 总点，会聚于透镜的 另一图1侧严点处（见图1人根据光的折射定律，sin 别 n0 “ 属 1式中，M为空气的折射事?近似等于I,皿为透镜材料的折射率、久、刖， 处分别为在透镜斜面和直乎面两侧的入射角和折射帝。由图 1可见】久A 十口 e, ae =8: +0*、疗；=叫(2)戎中， 0 “为每个小三垢形斜面和底边的夹角 ; 、听为入射光*折射光与光轴FL 的左阳能学推夹角。c nf /n 0 初 _( mr + a Jg 7T NsinS; = sjn (% 一由)所以上式两边展开可得:3)sin a aCNcosfin ?05= cos Q .N sin + si
3、n u,)二N血几十血一Ncos fia - cos将式(5)代人式(4得*tg a , = rsin sin U4 s/N2sin亡os %由图1可见FAf 八F0f-Af0f =f-AfOf =f-hAQ=ft,它是小棱 镜的斜面中心距平面一侧的距离式甲b为小楼镜的宽度Hit,sin Ufl = r,/v/ (/ ft)a + A?*cos u# / ft)(/ A)2+rA |( 7 )血叮二焉人/了乃+ 7许i式中，J、必分别为入射点人、日距透镜光轴03的距离*人 厂分别为氏 尸点距透镜乎 面一0点的距离口将式(了代人式(尬可得占- 一尸书尹十7一念一盒z八怡 ” =冗厂 _ f-h(
4、 8VA ri+r-_7UrA)I+A从以上各式可看由，只要给由透镜设计条件？很容易进行设计？以下讨论在各特殊情况下设计菲涅尔透镜的公式。u当平行光垂直入射庄透镜的平面一侧时,即r=8、?:=o?则式(e)变为N -cosUitCO 以为定值刻划时，并忽络小按镜的商度( 即则得 :郭举武罪涅尔逗镜统一设讣方袪425将武 10) 代入式小9、町得sin u, TAIV 尸 + M 1cos u, = f/y/ /a + f 5(10)intg= rw/(ATv/ 尸十朽 /)式Cl)即文猷2* 3.4 - 9 * 1门所述透镜的基本设1+公式“令rJf = Q式( II) 简化为_lg OS =
5、 K ?/ (.Ny/ K ： + 1 1)12)0|J变芮N cos Uy = sin ctg aN v7 1 sin sin un cig CLA经变换后得!tin urt = ( A* cos a“I (V35!n2n , ) sin a tt(13)当慈略小棱镜高度(即肮、亶门时：u,=r fl/-v/ /2+ r-(14)将式C仍代入式 13)可得 rr = (.V?0.5 a , 4- -/ I ;V3 sin 2C , ) sin CZJ = (NgT 兀 +/| /肿篇 _(15)式(I砧是设甘菲涅尔透镜的另一种 公式*2.当平行光垂直人射在透徽的曲折面一侧时，即=则式(6)变
6、为ig a sin 叱/U N趴叮叮一)16)(1) 当以为定值刻划时sin u ；rT(17)将式V 17)代人式口 6、可得：vv-+J(18)式v J8) a设汁梅本透镜的基本公式3(2) 当以 4 0 为定直刻划时 曲式( 16)直按可得：v/ JV? sin I sin crA N2 sinAi = ( sin cig art + l) astn ui = sin tl M (i/ W 5tn zCZ cos Ct J因为19)cos aw)代入式 ( 15 可得 :ri/v/i + riI= ?in art 1981f L47.C 6 J E. Ll Burgess el a 匚
7、A novel square F resael lens design for illuminating circular jolar cells. Optical Engineering t Vol. 17 J978* No 3,C 7 J L. W J ames. Fresnef optics for $o ar concentrauan on photovoltair cells, I3ih IEEE Photovol tair Speci&lhLs conference, pp 673 879j 1978.8寇培林用圆形菲捏尔透锻加船昭弋池的探时*西北五所高咖院按学术讨论会除文集*陕固
8、聊范 大学生版社.? 1口朋年0月.I。郭廷玮，折射式菲涅尔聚光集热器，太阳能的利用，科学技术文献由版社，153页.【帕4?A GENERAL METHOD FOR FRESNEL LENS DESIGNGuo X iao-wuT/rtsitiulfi d/ PftAsir s, Aftcicnxc Prcvincr- 1AbstractIn Ihis paper* wr analyfled several kinds of F resnd lens in the appiicalion solar rnergy and summarized iheir generality. On the
9、basis of ihc analyses, we preAenied the general ca-icuJation formulae for the design of Fresnel lens, 11 can be seen that the di- fferen( designing formula? for th? 怙 rent Fresnel lens correspond lo the special condi- itonA of the general formulae. As long as the parainelers are given, we can design differs nl F resnel Jens.
菲涅尔透镜统一设计方法
