<< Chapter < Page Chapter >> Page >

Cường độ bức xạ mặt trời tới mặt kính tại thời điểm  là E() = Ensin(), với () = . là góc nghiêng của tia nắng với mặt kính,  = 2/n và n = 24 x 3600s là tốc độ góc và chu kỳ tự quay của trái đất, En là cường độ bức xạ cực đại trong ngày, lấy bằng trị trung bình trong năm tại vĩ độ đang xét En = 1 365 E ni size 12{ { {1} over {"365"} } Sum {E rSub { size 8{ ital "ni"} } } } {} . Lúc mặt trời mọc  = 0, nhiệt độ đầu của bộ thu và chất lỏng bằng nhiệt độ to của không khí môi trường xung quanh.

Phương trình vi phân cân bằng nhiệt của bộ thu

Ta giả thiết rằng tại mỗi thời điểm , xem nhiệt độ chất lỏng và ống hấp thụ đồng nhất và bằng t(). Xét cân bằng nhiệt cho hệ bộ thu trong khoảng thời gian d kể từ thời điểm . Mặt module bộ thu hấp thụ từ mặt trời 1 lượng nhiệt bằng Q1:

Q1 = .Ensin .FD.sin.d, [J]. (4.16)

Với FD = D1D2.F1 + fc.D1 D2.F2 + R. fc.D1D23.F3 + R. fc.D1D2.F4, (4.17)

trong đó: F1= L.d , F2= 2L.Wc , F3= L(d2 - d1), F4= L(N - d2). Ở đây ta giả thiết rằng tất cả các tia bức xạ mặt trời chiếu đến mặt bộ thu trên diện tích F4 sau khi phản xạ từ gương trụ đựơc truyền đến cánh hấp thụ.

Lượng nhiệt nhận được của module bộ thu Q1 dùng để:

- Làm tăng nội năng của ống hấp thụ-cánh dU = (mo.Co + mc.Cc)dt

- Làm tăng entanpy lượng nước tĩnh dIm = m.CPdt

- Làm tăng entanpy dòng chất lỏng dIG = Gd.CP(t - to)

- Truyền nhiệt ra ngoài không khí Q2 = Ktt.L(t - to)d

trong đó: mo= Ld.o.o , [kg]

mc= 3LWc.c.c , [kg],

m = π 4 size 12{ { {π} over {4} } } {} d2.L. [kg],

Ktt = [KL + KLbx + nKd.Fd], [W/mK]

n- số nút đệm trên 1m chiều dài bộ thu, [m]-1 Kd = δ d λ d + 1 α 1 size 12{ left ( { {δ rSub { size 8{d} } } over {λ rSub { size 8{d} } } } + { {1} over {α} } right ) rSup { size 8{ - 1} } } {} , [W/m2K]

hệ số truyền nhệt bằng đối lưu và dẫn nhiệt KL=. 1 α . d 2 + i = 1 4 1 i . ln d i + 1 d i 1 size 12{ left [ { {1} over {α "." d rSub { size 8{2} } } } + Sum cSub { size 8{i=1} } cSup { size 8{4} } { { {1} over {2λ rSub { size 8{i} } } } "." "ln" { {d rSub { size 8{i+1} } } over {d rSub { size 8{i} } } } } right ] rSup { size 8{ - 1} } } {} , [W/mK]

hệ số truyền nhiệt bằng bức xạ KLbx= ..qd.(Ttb+To)(Ttb2+To2), [W/mK]

với qd = 1 εd + 1 d 2 1 ε 2 1 + 1 d 1 2 ε 1 1 1 size 12{ left [ { {1} over {εd} } + { {1} over {d rSub { size 8{2} } } } left ( { {1} over {ε rSub { size 8{2} } } } - 1 right )+ { {1} over {d rSub { size 8{1} } } } left ( { {2} over {ε rSub { size 8{1} } } } - 1 right ) right ] rSup { size 8{ - 1} } } {} ,  = 5.67.10-8 W/mK4

Ttb = 273 + ttb,nhiệt độ tuyệt đối trung bình tính toán của môi chất trong bộ thu, [K]

Vậy ta có phương trình cân bằng nhiệt cho bộ thu:

Q1 = dU + dIm + dIG + Q2 (4.18)

Hay có thể viết dưới dạng:

.En.FD.sin2.d = (mo.Co+m.CP+mc.Cc)dt +(GCP+ Ktt.L)(t - to)d (4.19)

Biến đổi bằng cách thay T() = t() - to và đặt:

a = ε . F D . E n m o . C o + mC P + m c C c = P C size 12{ { {ε "." F rSub { size 8{D} } "." E rSub { size 8{n} } } over {m"" lSub { size 8{o} } "." C"" lSub { size 8{o} } + ital "mC" rSub { size 8{P} } +m rSub { size 8{c} } C rSub { size 8{c} } } } = { {P} over {C} } } {} , [K/s] (4.20a)

b = GC P + K tt . L m o . C o + mC P + m c C c = W C size 12{ { { ital "GC" rSub { size 8{P} } +K rSub { size 8{ ital "tt"} } "." L} over {m"" lSub { size 8{o} } "." C"" lSub { size 8{o} } + ital "mC" rSub { size 8{P} } +m rSub { size 8{c} } C rSub { size 8{c} } } } = { {W} over {C} } } {} [1/s] (4.20b)

thì phương trình cân bằng nhiệt cho bộ thu là:

T’() + b.T() = a.sin2() (4.21)Với điều kiện đầu T(0) = 0 (4.22)

Giải hệ phương trình 4.21, 4.22 tương tự như ở mục trên ta tìm được hàm phân bố nhiệt độ chất lỏng trong bộ thu là:

T() = a 2b size 12{ { {a} over {2b} } } {} [1- b b 2 + 2 size 12{ { {b} over { sqrt {b rSup { size 8{2} } +4ω rSup { size 8{2} } } } } } {} sin(2 + artg b size 12{ { {b} over {2ω} } } {} ) - e 1 + ( b / ) 2 size 12{ { {e rSup { size 8{ - bτ} } } over {1+ \( b/2ω \) rSup { size 8{2} } } } } {} ] (4.23)

Trong đó a và b được xác định theo công thức 4.20a và 4.20b

Công thức tính toán bộ thu

Từ hàm phân bố (4.23) ta dễ dàng lập được các công thức tính các thông số kỹ thuật đặc trưng cho bộ thu như bảng 4.5.

Bảng 3.5. Các thông số đặc trưng của bộ thu đặt nghiêng

Thông số đặc trưng Công thức tính toán
Độ gia nhiệt lớn nhấtTm Tm = a 2b ( 1 + a b 2 + 2 ) size 12{ { {a} over {2b} } \( 1+ { {a} over { sqrt {b rSup { size 8{2} } +4ω rSup { size 8{2} } } } } \) } {} [oC]
Nhiệt độ cực đại thu đượctm tm= to+ a 2b ( 1 + b b 2 + 2 size 12{ { {a} over {2b} } \( 1+ { {b} over { sqrt {b rSup { size 8{2} } +4ω rSup { size 8{2} } } } } } {} ) [oC]
Thời điểm đạt nhiệt độ cực đại m m=n 3 8 1 artg b size 12{ left ( { {3} over {8} } - { {1} over {4π} } ital "artg" { {b} over {2ω} } right )} {} [s]
Sản lượng nhiệt trong 1 ngàyQ Q = n 4b size 12{ { {aτ rSub { size 8{n} } } over {4b} } } {} GCP [J]
Độ gia nhiệt trung bìnhTn Tn = a 2b size 12{ { {a} over {2b} } } {} [oC]
Nhiệt độ trung bìnhttb ttb = to + a 2b size 12{ { {a} over {2b} } } {} [oC]
Công suất hữu ích trung bìnhPtb Ptb = a 2b size 12{ { {a} over {2b} } } {} GCP [W]
Sản lượng nước nóngM M = τ n 2 G size 12{ { {τ rSub { size 8{n} } } over {2} } G} {} , [kg]
Hiệu suất nhiệt bộ thu = Q tb E . ¯ F o size 12{ { {Q rSub { size 8{ ital "tb"} } } over { {overline {E "." }} F rSub { size 8{o} } } } } {} = Q tb 2 τ n 0 τ n / 2 E n sin ( τ τ n ) . F o size 12{ { {Q rSub { size 8{ ital "tb"} } } over { { {2} over {τ rSub { size 8{n} } } } Int rSub { size 8{0} } rSup { size 8{τ rSub { size 6{n} } /2} } {E rSub { size 8{n} } "sin" \( 2π { {τ} over {τ rSub { size 8{n} } } } \) dτ "." } F rSub {o} } } } {} = π aGC p 4 bE n . F o size 12{ { {π ital "aGC" rSub { size 8{p} } } over {4 ital "bE" rSub { size 8{n} } "." F rSub { size 8{o} } } } } {}

Questions & Answers

A golfer on a fairway is 70 m away from the green, which sits below the level of the fairway by 20 m. If the golfer hits the ball at an angle of 40° with an initial speed of 20 m/s, how close to the green does she come?
Aislinn Reply
cm
tijani
what is titration
John Reply
what is physics
Siyaka Reply
A mouse of mass 200 g falls 100 m down a vertical mine shaft and lands at the bottom with a speed of 8.0 m/s. During its fall, how much work is done on the mouse by air resistance
Jude Reply
Can you compute that for me. Ty
Jude
what is the dimension formula of energy?
David Reply
what is viscosity?
David
what is inorganic
emma Reply
what is chemistry
Youesf Reply
what is inorganic
emma
Chemistry is a branch of science that deals with the study of matter,it composition,it structure and the changes it undergoes
Adjei
please, I'm a physics student and I need help in physics
Adjanou
chemistry could also be understood like the sexual attraction/repulsion of the male and female elements. the reaction varies depending on the energy differences of each given gender. + masculine -female.
Pedro
A ball is thrown straight up.it passes a 2.0m high window 7.50 m off the ground on it path up and takes 1.30 s to go past the window.what was the ball initial velocity
Krampah Reply
2. A sled plus passenger with total mass 50 kg is pulled 20 m across the snow (0.20) at constant velocity by a force directed 25° above the horizontal. Calculate (a) the work of the applied force, (b) the work of friction, and (c) the total work.
Sahid Reply
you have been hired as an espert witness in a court case involving an automobile accident. the accident involved car A of mass 1500kg which crashed into stationary car B of mass 1100kg. the driver of car A applied his brakes 15 m before he skidded and crashed into car B. after the collision, car A s
Samuel Reply
can someone explain to me, an ignorant high school student, why the trend of the graph doesn't follow the fact that the higher frequency a sound wave is, the more power it is, hence, making me think the phons output would follow this general trend?
Joseph Reply
Nevermind i just realied that the graph is the phons output for a person with normal hearing and not just the phons output of the sound waves power, I should read the entire thing next time
Joseph
Follow up question, does anyone know where I can find a graph that accuretly depicts the actual relative "power" output of sound over its frequency instead of just humans hearing
Joseph
"Generation of electrical energy from sound energy | IEEE Conference Publication | IEEE Xplore" ***ieeexplore.ieee.org/document/7150687?reload=true
Ryan
what's motion
Maurice Reply
what are the types of wave
Maurice
answer
Magreth
progressive wave
Magreth
hello friend how are you
Muhammad Reply
fine, how about you?
Mohammed
hi
Mujahid
A string is 3.00 m long with a mass of 5.00 g. The string is held taut with a tension of 500.00 N applied to the string. A pulse is sent down the string. How long does it take the pulse to travel the 3.00 m of the string?
yasuo Reply
Who can show me the full solution in this problem?
Reofrir Reply
Got questions? Join the online conversation and get instant answers!
Jobilize.com Reply

Get Jobilize Job Search Mobile App in your pocket Now!

Get it on Google Play Download on the App Store Now




Source:  OpenStax, Năng lượng mặt trời- lý thuyết và ứng dụng. OpenStax CNX. Aug 07, 2009 Download for free at http://cnx.org/content/col10898/1.1
Google Play and the Google Play logo are trademarks of Google Inc.

Notification Switch

Would you like to follow the 'Năng lượng mặt trời- lý thuyết và ứng dụng' conversation and receive update notifications?

Ask