Калининградский государственный технический университет

Кафедра судовых энергетических установок и теплоэнергетики

Нетрадиционные и возобновляемые источники энергии

Задачи

Вариант №3

Выполнил: студент гр. 03-ТС

Ананьев А.

Проверил: Беркова Е.А.

Калининград

2006

Задача №1

На солнечной электростанции башенного типа установлено п=263 гелиостатов, ка­ждый из которых имеет поверхность F_г=58 м². Гелиостаты отражают солнечные лучи на приемник, на поверхности которого зарегистрирована максимальная энергетиче­ская освещенность Н _пр = 2,5 МВт/м^г. Коэффициент отражения гелиостата R_г =0,8. коэффициент поглощения приемника А_пр =0,95. Максимальная облучен­ность зеркала гелиостата H_г=600 Вт/м^г .

Определить площадь поверхности приемника F_пр и тепловые потери в нем, вызванные излучением и конвекцией, если рабочая температура теплоносителя со­ставляет t=660 °С. Степень черноты приемника е_пр =0,95. Конвективные потери вдвое меньше потерь от излучения.

Решение:

Энергия, полученная приемником от солнца через гелиостаты (Вт), может быть определена по уравнению:

Q = R_г·А_пр·F_г Н_г ·п = 0,8·0,95·58·600·263=6955824 Вт

где Н_г - облученность зеркала гелиостата в Вт/м²

F_г- площадь поверхности гелиостата, м² ;

п - количество гелиостатов;

R_г - коэффициент отражения зеркала концетратора,

A_пр - коэффициент поглощения приемника.

Дано: n=263

F_г=58 м²

Н _пр=2,5 МВт/м^г

R_г =0,8

А_пр =0,95

H_г=600 Вт/м^г

t=660 °С

е_пр =0,95

Найти: F_пр, q_луч - ?

Площадь поверхности приемника может быть определена, если известна энер­гетическая освещенность на нем Н_пр Вт/ м^г ,

F_пр=Q/H_пр=6955824/2500000=2,782 м²

В общем случае температура на поверхности приемника может достигать t_пов= 1160 К, что позволяет нагреть теплоноситель до 700 ^оС. Потери тепла за счет излучения в теплоприемнике можно вычислить по закону Стефана-Больцмана:

q_луч = ε_пр·C_o·(T/100)⁴=0,95·5,67·=4,08·10 ⁴ Вт/м²

где T - абсолютная температура теплоносителя, К;

е_пр - степень черноты серого тела приемника;

C_o - коэффициент излучения абсолютно черного чела, Вт / (м²·K⁴)

Вт

Ответ: Площадь поверхности приемника F_пр=2,782 м², тепловые потери, вызванные излучением и конвекцией Вт