Как выбрать гостиницу для кошек
14 декабря, 2021
Сегодня каждый, кто собирается в отпуск и не знает, с кем оставить своего котика или кошку, может во[...]
Светопропускание линз Френеля
Определяющим фактором выбора профиля гелиотехнических линз является оптимизация профиля по коэффициенту пропускания
[2.3] . При этом приходится учитывать противоречивые требования:
52
с одной стороны, для улучшения компактности модуля, снижения материалоёмкости и веса желательно уменьшить фокусное расстояние f, т. е. увеличивать параметр Rmax/f, с другой стороны, увеличение этого параметра ограничивается возрастающими светопотерями.
Светопропускание (ті) отдельных граней рабочего профиля (локальный коэффициент) оцениваем по формуле:
Ті (1 Т]) (1 Рфі) (1 Р ф2) (1 Лтех) (1 Лзат) (1 ЛрасХ ( 2.4)
где Tj — поглощение материала грани; рфЬ рф2 — френелевские отражения света на входе и на выходе из линзы; цтех — потери технологические на скругленнях профиля; Цз*,. — потери «затенения» на нерабочих участках; т]рас — потери на рассеяние.
Поглощение в материале зависит от оптического пути луча в материале и показателя поглощения материала к:
Т, = е ~к|, (2.5)
где к — показатель поглощения материала; 1 — оптическая длина луча.
Френелевские потери на переходе лучей из одной среды в другую определяются по формуле:
s^i)+*!eziil, <2.6,
sm (/’ + !,) tg (/’ + /,)_
где і и U — углы падения и преломления на границе перехода.
Технологические потери ттех определяются рассеянием лучей на радиусах скруглений профиля и регламентируются возможностями технологии изготовления линз. Для пластмассовых линз с шагом 0,5 мм радиусы скруглення г = 0,05 — 1,0 мм.
Потери «затенения» тзат присущи профилю по рис. 2.1, б (свет с рабочей стороны линзы). На рисунке нерабочая зона заштрихована, она характеризуется тем, что попавшие в неё лучи не дойдут в фокус из-за «затенения» нерабочей гранью.
На рис. 2.2 приведены локальные значения коэффициента светопропускания т; (светопропускание, определяемое геометрией сечения) и углов рабочего профиля а в зависимости от параметра R; / f, при этом не учтены потери на поглощение света и технологические, т. к. они не зависят от геометрических параметров профиля.
|
Рис. 2.2. Зависимость локальных значений светопропускания ті и угла профиля а от отношения радиуса грани R к фокусному расстоянию линзы [для линз с внутренним профилем 1 и наружным 2. Графики 1′ и 2′ соответствуют параметрам линейных ЛФ |
|
Рис. 2.3. Значения светопропускания для ЛФ линейных 1 и концентрических 2 с внутренним рабочим профилем; для наружного рабочего профиля — линейных 3 и концентрических 4 |
Для определения интегрального пропускания (т) концентрических линз требуется учесть ценность кольцевых зон профиля по их энергетическому вкладу:
t=^riFi/FJ1,
І
где z — число рабочих граней в линзе; Tj — локальное значение пропускания і-той грани; F; — площадь светового сечения і-той грани; Fa — площадь светового сечения линзы.
На рис. 2.3 приведены значения интегрального коэффициента пропускания т для кольцевых и линейных линз. Приведённые графики удобно использовать на стадиях проектирования линзового концентратора для выбора основных параметров Rj / f и соответствующих ему коэффициентов пропускания.