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凹面鏡

平面鏡

太陽(yáng)灶基本上可分為箱式太陽(yáng)灶、平板式太陽(yáng)灶、聚光太陽(yáng)灶和室內(nèi)太陽(yáng)灶,儲(chǔ)能太陽(yáng)灶。前三種太陽(yáng)灶均在陽(yáng)光下進(jìn)行炊事操作。箱式太陽(yáng)灶
箱式太陽(yáng)灶
箱式太陽(yáng)灶根據(jù)黑色物體吸收太陽(yáng)輻射較好的原理研制而成。它是一只典型的箱子，朝陽(yáng)面是一層或二層平板玻璃蓋板，安裝在一個(gè)托蓋條上，其目的是為了讓太陽(yáng)輻射盡可能多地進(jìn)入箱內(nèi)，并盡量減少向箱外環(huán)境的輻射和對(duì)流散熱。里面放了一個(gè)掛條來(lái)掛放鍋及食物。箱內(nèi)表面噴刷黑色涂料，以提高吸收太陽(yáng)輻射的能力。箱的四周和底部采用隔熱保溫層。箱的外表面可用金屬或非金屬，主要是為了抗老化和形狀美觀(guān)。整個(gè)箱子包括蓋板與灶體之間用橡膠或密封膠堵嚴(yán)縫隙。使用時(shí)，蓋板朝陽(yáng)，溫度可以達(dá)到100°C以上，能夠滿(mǎn)足蒸、煮食物的要求。這種太陽(yáng)灶結(jié)構(gòu)極為簡(jiǎn)單，可以手工制作，且不需要跟蹤裝置，能夠吸收太陽(yáng)的直射和散射能量，故信產(chǎn)品價(jià)格十分低。但由于箱內(nèi)溫度較低，不能滿(mǎn)足所有的炊事要求，推廣應(yīng)用受到很大限制。
平板式太陽(yáng)灶
利用平板集熱器和箱式太陽(yáng)灶的箱體結(jié)合起來(lái)就形平板式太陽(yáng)灶。 平板集熱器可以應(yīng)用全玻璃真空管，它們均可以達(dá)到100°C以上，產(chǎn)生蒸汽或高溫液體，將熱量傳入箱內(nèi)進(jìn)行烹調(diào)。普通拼版集熱器如果性能很好也可以應(yīng)用。例如蓋板黑的涂料采用高質(zhì)量選擇性涂料，其集熱溫度也可以達(dá)大100°C以上。這種類(lèi)型的太陽(yáng)灶只能用于蒸煮或燒開(kāi)水，大量推廣應(yīng)用也受到很大限制。
聚光太陽(yáng)灶
聚光式太陽(yáng)灶是將較大面積的陽(yáng)光聚焦到鍋底，使溫度升到較高的程度，以滿(mǎn)足炊事要求。這種太陽(yáng)灶的關(guān)鍵部件是聚光鏡，不僅有鏡面材料的選擇，還有幾何形狀的設(shè)計(jì)。最普通的反光鏡為鍍銀或鍍鋁玻璃鏡，也有鋁拋光鏡面和滌綸薄膜鍍鋁材料等。 聚光式太陽(yáng)灶的鏡面設(shè)計(jì)，大都采用旋轉(zhuǎn)拋物面的聚光原理。在數(shù)學(xué)上若拋物線(xiàn)繞主軸旋轉(zhuǎn)一周，所得的面，即稱(chēng)為“旋轉(zhuǎn)拋物面”。若有一束平行光沿主軸射向這個(gè)拋物面，遇到拋物面的反光，則光線(xiàn)都會(huì)集中反射到 定點(diǎn)的位置，于是形成聚光，或叫“聚焦”作用。作為太陽(yáng)灶使用，要求在鍋底形成一個(gè)焦面，才能達(dá)到加熱的目的。換言之，它并不要求嚴(yán)格地將陽(yáng)光聚集到一個(gè)點(diǎn)上，而是要求一定的焦面。確定了焦面之后，我們就不難研究聚光器的聚光比，它是決定聚光式太陽(yáng)灶的功率和效率的重要因素。聚光比K可用公式求得：K=采光面積/焦面面積。采光面積是指太陽(yáng)灶在使用時(shí)反射鏡面陽(yáng)光的有效投影面積。根據(jù)我國(guó)推廣太陽(yáng)灶的經(jīng)驗(yàn)，設(shè)計(jì)一個(gè)700～1200瓦功率的聚光式太陽(yáng)灶，通常采光面積約為1．5～2.0平方米。個(gè)別大型蒸汽太陽(yáng)灶也是聚光式太陽(yáng)灶，但其采光面積較大，有的要在5平方米以上。 旋轉(zhuǎn)拋物面聚光鏡是按照陽(yáng)光從主軸線(xiàn)方向入射，所以往往在通過(guò)焦點(diǎn)上的鍋具時(shí)會(huì)留下一個(gè)陰影，這就要減少陽(yáng)光的反射，直接影響太陽(yáng)灶的功率。目前，我國(guó)大部分太陽(yáng)灶的設(shè)計(jì)均采用了偏軸聚焦原理。 聚光式太陽(yáng)灶除采用旋轉(zhuǎn)拋物面反射鏡外，還有將拋物面分割成若干段的反射鏡，光學(xué)上稱(chēng)之為菲涅耳鏡，也有把菲涅耳鏡做成連續(xù)的螺旋式反光帶片，俗稱(chēng)“蚊香式太陽(yáng) 灶”。這類(lèi)灶型都是可折疊的便攜式太陽(yáng)灶。 聚光式太陽(yáng)灶的鏡面，有用玻璃整體熱彎成型，也有用普通玻璃鏡片碎塊粘貼在設(shè)計(jì)好的底板上，或者用高反光率的鍍鋁滌綸薄膜裱糊在底板上。底板可用水泥制成，或用鐵皮、鈣塑材料等加工成型。也可直接用鋁板拋光并涂以防氧化劑制成反光鏡。聚光式太陽(yáng)灶的架體用金屬管材彎制，鍋架高度應(yīng)適中要便于操作，鏡面仰角可靈活調(diào)節(jié)。為了移動(dòng)方便，也可在架底安裝兩個(gè)小輪，但必須保證灶體的穩(wěn)定性。在有風(fēng)的地方，太陽(yáng)灶要能抗風(fēng)不倒?？稍阱伒撞课患友b防風(fēng)罩，以減少鍋底因受風(fēng)的影響而功率下降。有的太陽(yáng)灶裝有自動(dòng)跟蹤 太陽(yáng)的跟蹤器，但是一般認(rèn)為這只會(huì)增加整灶的造價(jià)。中國(guó)農(nóng)村推廣的一些聚光式太陽(yáng)灶。大部分為水泥殼體加玻璃鏡面，造價(jià)低，便于就地制作，但不利于工業(yè)化生產(chǎn)和運(yùn)輸。
室內(nèi)太陽(yáng)灶
前面介紹的三種太陽(yáng)灶都必須在室外進(jìn)行炊事操作，工作環(huán)境惡劣，也不衛(wèi)生，為此又研制生產(chǎn)出室內(nèi)太陽(yáng)灶。這種太陽(yáng)灶的主要特點(diǎn)是采用傳熱介質(zhì)（液體），把室外聚集接收到的太陽(yáng)輻射能傳遞到室內(nèi)，然后供人們用來(lái)烹調(diào)食物。考慮到室內(nèi)操作的穩(wěn)定性，應(yīng)增加蓄熱裝置。
儲(chǔ)能太陽(yáng)灶
儲(chǔ)能太陽(yáng)灶是利用光學(xué)原理使低品位陽(yáng)光通過(guò)聚焦達(dá)到800到1000℃的高溫能量后,再利用導(dǎo)光鏡或光纖使高溫光束導(dǎo)向灶頭直接利用或?qū)⒛芰績(jī)?chǔ)存起來(lái)。這種全新的太陽(yáng)灶不僅可以做飯燒水,烘烤,儲(chǔ)能,而且還可以作為陽(yáng)光源導(dǎo)向室內(nèi)作照明用或作花卉、盆景的光照用。