Алматы 2015 Almaty
Энергия тұтынуды есепке алу мен бақылауды автоматтандыру кешенін ақпараттық-өлшеуіш жəне
жүктеу/скачать 19,96 Mb. Pdf көрінісі
|
- Бұл бет үшін навигация:
- Түйін сөздер
- Information andmeasurement and communicationof the automatedsystemsof accounting and controlof energy consumption Summary.
- Ауелбеков О.А., Ахсутова А.А., Катаев Н.С.
- КОЭФФИЦИЕНТ УЛАВЛИВАНИЯ СОЛНЕЧНОЙ РАДИАЦИИ ПЛОСКОГО ГЕЛИОКОЛЛЕКТОРА Аннотация.
- Ключевые слова
Энергия тұтынуды есепке алу мен бақылауды автоматтандыру кешенін ақпараттық-өлшеуіш жəне коммуникациялық қамтамасыз етуі Түйіндеме. Үшдеңгейлі энергия тұтынуды есепке алу мен бақылауы автоматтандырылған кешенімысалында схема элементтерінің тағайындауы мен сипаттамалары, өлшеу арналары мен иерархия деңгейлері арасындағы байланысарналары, толық қарастырылған.Иерархия схемасын жетілдіру жəне оның сенімділігін жоғарлату үшін жүйені түрлендіруінің екі нұсқасы ұсынылған. Өлшеу арналары жəне байланыс арналарының бүгінгі күнге сай интерфейстерінің мүмкіндік амалдары мен түрлері қарастырылған. Түйін сөздер: өлшеу түрлендіргіші, контроллер, компьютер, арна, интерфейс,автоматтандырылғанжүйе, есепке алу, бақылау, элемент, сигнал, байланыс. Askar A.
characteristics of circuit elements, measuring channels and channels of communication between levels. Two variants of the transformation of the system to facilitate the hierarchical scheme and improve its reliability. Possible ways and types of interfaces measuring channel and communication channels. Key words: transmitter, controller, computer, channel,interface, automated system, accounting, control,element, signal, channel, connection. УДК 378.14
Казахский национальный технический университет имени К.И.Сатпаева г. Алматы, Республика Казахстан ahsutova_a@mail.ru КОЭФФИЦИЕНТ УЛАВЛИВАНИЯ СОЛНЕЧНОЙ РАДИАЦИИ ПЛОСКОГО ГЕЛИОКОЛЛЕКТОРА Аннотация. В статье рассматриваем основные уравнения, описывающие энергетический баланс плоского гелиоколлектора. Известно, что на поверхность прозрачной изоляции теплоприемника падают: поток прямых солнечных лучей, поток солнечных лучей отраженных от зеркал и поток рассеянной (диффузной) радиации от неба, от окружающих предметов, которые поглощаются отдельными слоями поверхностью нагрева. 51 Ключевые слова: возобновляемые источники энергии, солнечный коллектор, тепловая мощность солнечного коллектора, теплоприемник, .... Р -коэффициент, абсорбер, солнечной радиации .
Поток солнечной радиации, падающий на плоский теплоприемник, состоит из двух составляющих:
E тп =E пр. + E рас.р.
, (1.1)
где E пр. – поток прямой солнечной радиаций; E рас.
– поток рассеянной радиаций.
В свою очередь солнечная энергия поглощается и преобразовывается в тепловой поток теплоносителя в плоском теплоприемнике в верхней и нижней частях
E тп =E сум. + E отр. , (2.2)
где: E сум – суммарный поток, улавливаемый поверхностью теплоприем-ника через прозрачное покрытие; E отр. – поток, отраженной от зеркал в нижней части. С учетом ряда допущений, сформулируем балансовые уравнения для отдельных узлов и элементов отражателя плоского теплоприемника, а также для теплоносителя, протекаемого по теплоотводящим каналам: а) количество лучистой энергии солнца, поглощенной непосредственно поверхностью трубчатого канала, отнесенная на единицу длины теплоприемника по течению теплоносителя
о н k пр пр погл птк l t t К d q 2 1 . . (2.3)
где d 1 – диаметр наружной поверхности трубчатого теплоприемника; K пр – приведенный коэфициент теплопередачи ограждающих элементов теплоприемника. б) количество солнечной энергии, отраженной от полуцилиндрического отражателя, поглощенной тепловоспринимающей поверхностью канала,
о н k пр отр погл к о е t t К d q 2 1 . . . (2.4)
в) количество тепла от наружной тепловоспринимающей поверхности трубчатого канала к её внутренней поверхности
k н k k k е t t d q 2 . (2.5)
d
– диаметр внутренней поверхности трубчатого теплоприемника г) количество тепла от внутренней поверхности стенки трубчатого канала к теплоносителю
н k к к ет t t d q 2 2 . . (2.6)
В результате решения (6) и (7) имеем
2 1 0 . . d K d t t K q k k пр н k пр погл к т е . (2.7) 52 Общее количество, подведенного к теплоотводящим каналам теплоприемника, складывается из тепла поглощаемого (непосредственно) поверхностью теплоотводящего канала и отраженного от полуцилиндрических отражателей. Потоки тепла, выделяющиеся в отдельных слоях изоляции и на поверхности приемника, пропорциональны поверхностной плотности E радиации. Соответствующие коэффициенты пропорциональности k являются коэффициентами поглощения радиации в отдельных слоях системы. Поверхность нагрева солнечного приемника изолирована слоем прозрачной изоляции с воздушными прослойками, которые имеют поперечные антиконвективные перегородки, образующие герметичные полости. Поскольку прозрачные покрытия непрозрачны для собственного температурного излучения приемника и элементов изоляции, процесс теплопередачи можно рассматривать в каждой прослойки. Методика составления уравнения для отдельных слоев теплоприемника приведена Вейнбергом В.Б. [1,2], в которой не учтено совмещение процессов улавливания солнечной радиации непосредственно поверхностью теплоприемника и отраженного от полуцилиндрических зеркал. Уравнение энергетического баланса, отдельного слоя элемента теплоприемника будет иметь следующий вид: q
0 1 1 1 1 k k t t 1 1 1 1 k k t t + d dt p c . (2.8) Собственно для самого приемника уравнение энергетического баланса может быть представлено в следующем виде:
k p p k k k t t 1 1 q p , 1 1 k n k p k k t t
dt p c k k k +
t d p c k k k . (2.9) Решая уравнения (2.8) и (2.9), находим q p =
k k p - (k
p +k k ) (t
p -t )- d dt k k p c p - d t d k k p c k , (2.10) где t – температура, С°; q – поверхностные плотности тепловых потоков, выделяющихся в отдельных слоях, и потока отводимого из приемника теплоносителем Вт/м 2 ; k – коэффициент теплопередачи от отдельных слоев в окружающую атмосферу Вт/(м С°);
c – теплоемкость материала слоев Вт/(кг С°);
p – вес соответствующих слоев, отнесенный к единице их площади кг/м 2 ; – время, ч. Уравнение (2.10) для практических расчетов неудобно, так как содержит производные, упростив можно привести уравнению (2.11) в форму более удобную для инженерных расчетов. d dt k k p c p + d t d k k p c k =
dt p 2 ) (
k p c p + 2 ) ( k k p c k =С
d dt p , (2.11) где С –эффективная теплоемкость установки, отнесенная к единице площади приемной поверхности. Поверхностные плотности потоков тепла, выделяющиеся в отдельных слоях прозрачной изоляции и на поверхности приемника, могут быть представлены, как произведения поверхностной плотности радиации на соответствующие коэффициенты поглощения слоев и, соответственно, первый член уравнения (2.47) можно представить так [65]: 53
k k p =E
k k p = E, (2.12)
где – коэффициент улавливания; а Е- поверхностная плотность улавливаемой радиации. Из рассмотренного уравнения следует, что при установившемся режиме поверхностная плотность улавливаемой радиации равна поверхностной плотности теплового потока, отводимого из элемента приемника рабочим веществом (теплоносителем), или средняя температура последнего не отличается от температуры окружающего воздуха. В рассмотренном случае коэффициент улавливания равен коэффициенту полезного действия установки. Коэффициент улавливания – основная оптико-тепловая характеристика солнечной установки по своей величине меньше, чем общий коэффициент, Назовем сумму k p k
коэффициентов теплопередачи от теплоносителя к окружающему воздуху через прозрачную и непрозрачную изоляцию общим коэффициентом k теплопотерь элемента солнечной установки, а произведение k на разность температур теплоносителя и окружающего воздуха – условными теплопотерями, которые меньше истинных на столько, на сколько при установившемся режиме улавливания радиация меньше поглощенной. Введя, указанные обозначения представим уравнение (2.12) вследующим виде:
q = Ek(t p -t )– с
dt p . (2.13)
это уравнение продифференцируем по времени τ: q –
p -t )– с
dt p , (2.14) q – E+k(t p -t ) = – с
d dt p , (2.15)
) ( q = –
d dt p . (2.16)
Полученное уравнение, проинтегрируем повремени τ и найдем из этого уравнения время τ:
) (( ) (( 1 t t k E q E q k t t d k p p p p d . (2.17)
далее находим коэффициент улавливания радиации за время τ: – ) ((
t k E q k c p p = , (2.18)
) (( ln
t k E q p p =– с , (2.19)
) ((
t k E q p p =– с lne, (2.20)
) ((
t k E q p p = ln c k e , (2.21)
) ( q p t t k E p –
k e . (2.22)
решение уравнения относительно коэффициента улавливания можно представить окончательно 54 в следующем виде:
=
t t k c p e - ) ( q p . (2.23) В уравнении коэффициент улавливания радиации приемником подчиняется экспоненциальной закономерности, которая в зависимости от времени представлена в соответствии с рисунком. По уравнению произведен расчет позволивший определить функциональную зависимость коэффициента улавливания от времени, солнечной радиации и теплофизических параметров приемника. Уравнение показывает, что поверхностная плотность теплового потока, отводимого теплоносителем из приемника, может быть вычислена как поверхностная плотность уловленной радиации за вычетом условных теплопотерь и эффективного расхода тепла на нагрев системы. Поток уловленной радиации не зависит от теплоемкости системы. ЛИТЕРАТУРА. 1. Кравец Т. П., Борис Петрович Вейнберг (Некролог), "Успехи физических наук", 1945, т. 27, вып. 1. 2. Ковнер С. С., Успехи советской геофизики за 25 лет, "Известия Акад. наук СССР. Серия геофизическая", 1943, № 1. 3. Памяти В. П. Вейнберга, "Метеорология и гидрология", 1947, № 6. 4. Федоренко О. М., Савушкин А. И., Олимнисенко Г. С. Генетическое разнообразие природных популяций Arabidopsis thaliana (L) Heinh. в Карелии // Генетика 2001. Т. 37. № 2. с. 223—229. 5. Давудов М.К. Тепловые характеристики системы солнечного отопления в условиях Дагестана и аппроксимационный метод их расчета для южных районов СССР. Автореф. канд. дисс. 1990. 6. А. И. Капралов Рекомендации по применению жидкостных солнечных коллекторов. ВИНИТИ, 1988. REFERENCES: 1. TP Kravets , Boris Weinberg ( Obituary ) , "Advances of Physical Sciences " 1945 , vol. 27 , no. 1 . 2. SS Kovner , Russian Soviet geophysics for 25 years , "Izvestia Acad. Of Sciences. Geophysical Series ", 1943 , № 1. 3. Memory VP Weinberg , " Meteorology and Hydrology " , 1947 , № 6 . 4. OM Fedorenko , Savushkin AI , Olimnisenko GS Genetic diversity of natural populations of Arabidopsis thaliana (L) Heinh. Karelia // Genetics 2001. T. 37. № 2. a . 223-229 5. Davudov MK The thermal performance of the solar system heating in the conditions of Dagestan and approximation method of their calculation for the southern regions of the USSR . Abstract. cand. diss . 1990. 6. AI Kapral Recommendations for use of liquid solar collectors. VINITI , 1988. Ауелбеков О.А., Ахсутова А.А., Катаев Н.С.. жүктеу/скачать 19,96 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|