太阳能中温集热系统应用于工业加热、驱动制冷空调和中温热发电等领域的需求巨大,替代传统化石燃料燃烧具有显著的节能环保优势。目前常规的太阳能中温集热器吸收涂层的高温耐久性差、聚光引起集热管局部受热而易发生弯曲变形损坏,导致制造和维护成本高,成为其应用的主要障碍。本文提出并研究一种聚光型纳米流体直接吸收太阳能集热器(NDASC),采用透明无涂层集热管,通过在集热流体(导热油)中添加吸热纳米颗粒,使其具有很强的太阳辐射吸收特性,用于太阳能中温集热。在对导热油/CuO纳米流体的光谱吸收特性研究基础上,探讨集热管内纳米流体直接吸收及热量传递机理,研究非均匀聚光工况下NDASC集热管内流体的温度分布与集热特性,主要工作如下：(1)配制了四种不同质量分数的导热油/CuO纳米流体,理论分析结合实验测试,研究了纳米流体的全光谱辐射吸收特性,以及粘度、热导率等基础热物性；并根据太阳辐射的能量分布,计算得出了纳米流体全光谱的平均吸收系数。(2)在对聚光器的光学特性、纳米流体吸热-传热过程机理分析基础上,建立了槽式聚光型NDASC的集热数学模型,并利用CFD软件对NDASC在非均匀聚光工况下的管内流体温度分布和集热性能进行了模拟,分析了添加纳米颗粒质量分数、太阳辐射强度、环境温度、集热流体入口温度等因素对集热特性的影响规律,得到了典型工况下的最佳质量分数。并且,对采用相同聚光器的NDASC和传统间接吸收太阳能集热器(IASC)进行了性能对比。结果表明：NDASC的管内纳米流体温度分布更加均匀,集热管壁面温差明显降低；并且在一定集热温度范围内,NDASC的集热效率要高于IASC。(4)搭建了槽式聚光型NDASC与IASC中温集热工况下的对比实验系统,进行典型工况下的实验测试。实验结果表明:NDASC的最大瞬时集热效率达62%,集热效率随集热温度升高而降低；在124.2℃集热温度范围内,效率高于IASC,验证了NDASC中温集热的可行性。(5)对复合抛物面聚光器(CPC)进行了光学特性分析,计算得到了集热管表面的辐射热流分布。在此基础上,模拟分析了CPC聚光型NDASC的内部温度分布特性和集热性能。结果表明,集热效率在入口温度低于106.7℃时优于传统IASC。