基于太陽能熱能利用的摻雜聚合物光纖的研究

【摘要】：中國的太陽能熱利用產(chǎn)業(yè)近年來呈現(xiàn)出較快的發(fā)展趨勢,太陽能熱利用產(chǎn)業(yè)在20世紀90年代就已形成相當大的規(guī)模,年增長速度一直保持在20%左右,2009年中國太陽能熱水器產(chǎn)量和保有量分別達到4200×104m2和14500×104m2。中國太陽能熱利用產(chǎn)業(yè)可謂一枝獨秀,占世界總產(chǎn)量的一半以上,太陽能熱水器主要以真空管熱水器為主,但是傳統(tǒng)太陽能熱水器的太陽能利用率比較低,本文針對這種現(xiàn)狀提出了一個能從根本上解決太陽能利用效率低下的問題。 在太陽光譜中可見光的照射下,水分子的吸收頻率為0.1左右,但是在紅外光的照射下水分子的吸收頻率為104～106,如果能把可見光轉(zhuǎn)換為紅外光,利用紅外光來加熱水,其效率應(yīng)該是非常高,其實際應(yīng)用意義將非常巨大。由于光纖傳輸光能的高效率和染料的波長變換特性,為此我們設(shè)法制造出摻雜染料的聚合物光纖。 本文主要研究了光纖預(yù)制棒及薄片的合成工藝、染料的摻雜濃度及種類分析、光纖拉絲爐的設(shè)計和制造、光纖和薄片的透射和發(fā)射光譜測試。 我們首先采用本體聚合法來合成PMMA,利用正交設(shè)計思想去探討影響PMMA合成的主要因素,并且得到一個合適的合成配方和工藝路線。然后再在預(yù)聚合之前向混合溶液中加入不同的微量染料,合成成功后測試其光學(xué)性能。接著我們需要設(shè)計光纖拉絲系統(tǒng),包括加熱控溫拉絲爐的設(shè)計和牽引及送棒的機械運動裝置設(shè)計加工。最后把拉制出的光纖進行光譜透射和發(fā)射測試。 【關(guān)鍵詞】：POF 染料的摻雜 PMMA預(yù)制棒 拉絲爐設(shè)計
【學(xué)位授予單位】：華南理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2011
【分類號】：TK51;TN253
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-11
• 第一章 緒論11-21
• 1.1 太陽能熱能利用的發(fā)展11-13
• 1.1.1 中國發(fā)展太陽能產(chǎn)業(yè)的意義11-12
• 1.1.2 中國太陽能熱水器產(chǎn)業(yè)的發(fā)展12-13
• 1.2 太陽能光纖傳輸系統(tǒng)13-15
• 1.2.1 太陽能聚光方式13-14
• 1.2.2 太陽能聚光器14
• 1.2.3 太陽能傳輸系統(tǒng)用光纖種類14-15
• 1.3 聚合物光纖制備工藝的發(fā)展15-19
• 1.3.1 棒拉法工藝16
• 1.3.2 涂覆法工藝16-17
• 1.3.3 共擠法工藝17-18
• 1.3.4 反應(yīng)式擠出工藝18-19
• 1.4 國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀19-20
• 1.5 課題的研究意義20-21
• 第二章 PMMA的合成原理與工藝21-31
• 2.1 PMMA合成的原理21-25
• 2.1.1 自由基共聚合反應(yīng)機理21-23
• 2.1.2 競聚率與共聚物的組成曲線23-24
• 2.1.3 影響PMMA合成的主要因素24-25
• 2.2 PMMA的合成工藝的方案制定25-30
• 2.2.1 實驗原料和設(shè)備25-26
• 2.2.2 主要原料的作用26-29
• 2.2.3 PMMA的合成工藝29-30
• 2.2.3.1 實驗基礎(chǔ)配方29
• 2.3.3.2 工藝流程29-30
• 2.3 本章小結(jié)30-31
• 第三章 摻雜染料的PMMA合成性能分析31-46
• 3.1 實驗方案的設(shè)計原理與方法31-34
• 3.1.1 正交試驗設(shè)計原理31
• 3.1.2 正交試驗分析方法31-32
• 3.1.3 極差分析方法32
• 3.1.4 方差分析方法32-34
• 3.2 PMMA合成的正交設(shè)計方案34-41
• 3.2.1 合成的樣品實物圖34
• 3.2.2 實驗的數(shù)據(jù)與分析34-41
• 3.3 摻雜染料的PMMA合成性能分析41-45
• 3.3.1 摻雜染料的薄片的合成41-42
• 3.3.2 結(jié)果與分析42-45
• 3.4 本章小結(jié)45-46
• 第四章 光纖拉制系統(tǒng)設(shè)計與光纖拉制46-56
• 4.1 光纖拉制系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)46
• 4.2 加熱控溫系統(tǒng)的設(shè)計46-49
• 4.2.1 拉絲爐的設(shè)計原理46-47
• 4.2.2 拉絲爐的設(shè)計圖紙47-48
• 4.2.3 控溫電路的設(shè)計48-49
• 4.3 步進電機及驅(qū)動的選擇49-53
• 4.3.1 步進電機的結(jié)構(gòu)49-50
• 4.3.2 步進電機的工作原理50-51
• 4.3.3 步進電機控制系統(tǒng)51
• 4.3.4 步進電動機驅(qū)動方法51-53
• 4.4 光纖的拉制53-54
• 4.4.1 光纖預(yù)制棒的合成53
• 4.4.2 光纖的拉制53-54
• 4.5 光纖的光譜測試54
• 4.6 本章小結(jié)54-56
• 結(jié)論與展望56-58
• 參考文獻58-62
• 攻讀碩士學(xué)位期間取得的研究成果62-63
• 致謝63-64
• 附件64

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