【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及水冷屏设计，更具体的说是涉及一种基于辐射传热角系数的水冷屏参数确定方法。
技术介绍
1、在太阳能光伏发电领域，单晶硅太阳能电池因具备高效率、低衰减、长寿命，和热稳定性好等优点被广泛使用，但单晶硅电池的生产成本普遍高于多晶硅，为了降本增效，单晶硅逐渐向大尺寸化发展；
2、然而，大尺寸晶棒会释放大量潜热，导致导热热阻增加，径向温差变大，固-液界面形变增加，以及影响热应力的分布，从而使晶体变晶生长的风险增大。
3、目前，工业直拉单晶炉广泛采用水冷屏强化晶体传热，但水冷屏的规格参数多是依据经验选取，而无法保证水冷屏具有最优的辐射传热系数，或通过数值模拟不同形状的水冷屏对晶体生长的影响进行选取，从而花费大量实验时间与材耗；
4、针对上述问题，本专利技术基于辐射传热角系数提出一种水冷屏参数确定方法。
技术实现思路
1、有鉴于此，本专利技术提供了一种基于辐射传热角系数的水冷屏参数确定方法，用于减少水冷屏设计或选取的盲目性以及对生产经验的依赖性。
2、为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
3、一种基于辐射传热角系数的水冷屏参数确定方法，包括：
4、确定当前单晶硅棒圆柱面对水冷屏内表面的角系数；
5、根据单晶硅棒与水冷屏的结构参数对所述角系数进行校正，得到单晶硅棒对水冷屏的辐射传热角系数；
6、根据所述辐射传热角系数确定水冷屏的参数。
7、所述单晶硅棒的结构参数包括单晶
8、优选的，当单晶硅棒高度低于水冷屏时，按如下公式确定单晶硅棒圆柱面对水冷屏内表面的角系数：
9、
10、式中，a1＝2πr1l1，r1为单晶硅棒圆柱体的半径，l1为单晶硅棒的实际高度；a2＝2πr1l2，l2为水冷屏与单晶硅棒的实际高度差，a12＝2πr1l12，l12与水冷屏的实际高度相等，x1-3表示单晶硅棒与水冷屏等高均为l1时，单晶硅棒圆柱面对水冷屏内表面的角系数；x12-34表示单晶硅棒与水冷屏等高均为l12时，单晶硅棒圆柱面对水冷屏内表面的角系数；x2-4表示单晶硅棒与水冷屏等高均为l2时，单晶硅棒圆柱面对水冷屏内表面的角系数；
11、优选的，当单晶硅棒高度低于水冷屏时，按如下公式对所述角系数进行校正，
12、x＝x柱面-内表面+x1-4'+x1-s5-x1-4-x1-s1
13、其中，
14、
15、
16、
17、
18、式中，x1-3'表示水冷屏与单晶硅棒等高均为l1时，单晶硅棒圆柱面对水冷屏外表面的角系数；x2-4'表示水冷屏与单晶硅棒等高均为l2时，单晶硅棒圆柱面对水冷屏外表面的角系数；x12-3'4'表示单晶硅棒与水冷屏等高均为l12时，单晶硅棒圆柱面对水冷屏外表面的角系数。
19、优选的，当单晶硅棒高度高于水冷屏时，按如下公式确定单晶硅棒圆柱面对水冷屏内表面的角系数：
20、
21、式中，a′12＝2πr1/l′12，r1是单晶硅棒圆柱体的半径，l′12为单晶硅棒的实际高度；a′1＝2πr1/l′1，l′1与水冷屏的实际高度相等；a'2＝2πr1/l'2，l'2为水冷屏与单晶硅棒的实际高度差；x′12-34表示单晶硅棒与水冷屏等高均为l′12时，单晶硅棒圆柱面对水冷屏内表面的角系数；x′1-3表示单晶硅棒与水冷屏等高均为l′1时，单晶硅棒圆柱面对水冷屏内表面的角系数；x′2-4表示单晶硅棒与水冷屏等高均为l'2时，单晶硅棒圆柱面对水冷屏内表面的角系数；
22、优选的，当单晶硅棒高度高于水冷屏时，按如下公式对所述角系数进行校正，
23、x＝x柱面-内表面+x2-s2+x1-s4-x2-s4-x1-s2
24、其中，
25、
26、
27、
28、
29、式中，式中，x′1-3'表示水冷屏与单晶硅棒等高均为l′1时，单晶硅棒圆柱面对水冷屏外表面的角系数；x'2-4'表示水冷屏与单晶硅棒等高均为l'2时，单晶硅棒圆柱面对水冷屏外表面的角系数。
30、优选的，所述水冷屏内表面分为上下两段，下段为直壁面，上段为倾斜壁面，其中，所述倾斜壁面向远离单晶硅棒的方向倾斜；
31、优选的，同轴等高的单晶硅棒圆柱面对水冷屏内表面或外表面的角系数，均可按如下步骤确定，
32、s11、先按如下公式获取同轴等高水冷屏内表面或外表面对单晶硅棒圆柱面的角系数；
33、
34、式中，m＝l2+r2-1、n＝l2-r2+1、r＝r表面/r柱面、l＝l/r柱面，r柱面为单晶硅棒的半径，r表面是水冷屏内表面或外表面的半径，l为同轴等高的单晶硅棒与水冷屏共同的高度；
35、s12、基于角系数的互换性，对所述同轴等高水冷屏内表面或外表面对单晶硅棒圆柱面的角系数进行转换，得到同轴等高的单晶硅棒圆柱面对水冷屏表面的角系数；转换公式为：
36、
37、式中，a柱面表示单晶硅棒圆柱面的表面积：a柱面＝2πr柱面l；a表面表示水冷屏内表面或外表面的表面积：a表面＝2πr表面l。
38、经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本专利技术结合角系数代数法和互换性，提供了一种基于辐射传热角系数的水冷屏参数确定方法，通过本申请公开的方法，可以获得不同形状的水冷屏与单晶硅棒之间的辐射传热角系数，进而为水冷屏的选取和设计提供科学依据。
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1.一种基于辐射传热角系数的水冷屏参数确定方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种基于辐射传热角系数的水冷屏参数确定方法，其特征在于，所述单晶硅棒的结构参数包括单晶硅棒的高度和半径，所述水冷屏的结构参数包括水冷屏的高度，内表面半径和外表面半径。
3.根据权利要求2所述的一种基于辐射传热角系数的水冷屏参数确定方法，其特征在于，当单晶硅棒高度低于水冷屏时，按如下公式确定单晶硅棒圆柱面对水冷屏内表面的角系数：
4.根据权利要求3所述的一种基于辐射传热角系数的水冷屏参数确定方法，其特征在于，当单晶硅棒高度低于水冷屏时，按如下公式对所述角系数进行校正，
5.根据权利要求2所述的一种基于辐射传热角系数的水冷屏参数确定方法，其特征在于，当单晶硅棒高度高于水冷屏时，按如下公式确定单晶硅棒圆柱面对水冷屏内表面的角系数：
6.根据权利要求5所述的一种基于辐射传热角系数的水冷屏参数确定方法，其特征在于，当单晶硅棒高度高于水冷屏时，按如下公式对所述角系数进行校正，
7.根据权利要求1所述的一种基于辐射传热角系数的水冷屏
8.根据权利要求4或6所述的一种基于辐射传热角系数的水冷屏参数确定方法，其特征在于，同轴等高的单晶硅棒圆柱面对水冷屏表面的角系数，按如下步骤确定，
...【技术特征摘要】
1.一种基于辐射传热角系数的水冷屏参数确定方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种基于辐射传热角系数的水冷屏参数确定方法，其特征在于，所述单晶硅棒的结构参数包括单晶硅棒的高度和半径，所述水冷屏的结构参数包括水冷屏的高度，内表面半径和外表面半径。
3.根据权利要求2所述的一种基于辐射传热角系数的水冷屏参数确定方法，其特征在于，当单晶硅棒高度低于水冷屏时，按如下公式确定单晶硅棒圆柱面对水冷屏内表面的角系数：
4.根据权利要求3所述的一种基于辐射传热角系数的水冷屏参数确定方法，其特征在于，当单晶硅棒高度低于水冷屏时，按如下公式对所述角系数进行校正，
5.根据权利要求2所述的一种基...
【专利技术属性】
技术研发人员：任永生，王正省，马文会，李若璞，吕国强，雷云，魏奎先，李绍元，万小涵，张亚坤，曾毅，刘国炎，余秉玺，
申请(专利权)人：昆明理工大学，
类型：发明
国别省市：
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