Приложение 1

Прим. 1 Численный расчет тепловой части солнечного коллектора (задание в прил. 2)

Рассмотрим пример расчета солнечного коллектора, схема которого показана на рис.4, по основным тепловым величинам со следующими исходными данными:

1) объемный расход воды с плотностью и теплоемкостью

2) площадь поглощающей пластины

3) площадь поверхности змеевика

Рис.12 Солнечный коллектор

4)Скорость воды в змеевике

5) мощность поглощаемой энергии пластиной

6) температура на входе в коллектор в начальный момент ра­боты ( с учетом температуры в баке аккумуляторе ) составляет

7) коэффициент теплопроводности воды

8) вязкость воды ;

9) критерий Прандтля 10) критерий Рейнольдса

11) критерий Нуссельта

12) коэффициент теплоотдачи внутри труб от воды к стенке змеевика

1З) коэффициент теплопроводности изоляции с толщиной

14) коэффициент теплопроводности стекла ^ с толщиной

15) приведенная степень черноты стекла

16) расстояние между поглощающей пластиной и покрытием Последующие покрытия устанавливаются с шагом

17) средняя температура по поверхности изоляции и на поверх­ности труб ( на расстоянии R от черной поверхности);

18) температура окружающего воздуха (атмосферного)

19) коэффициент теплоотдачи с учетом ветра и лучеиспускания

Количество теплоты, передаваемое от изоляции

Средняя температура на поверхности изоляции

где t – средняя температура поглощающей пластины.

Количество теплоты, проходящее через изоляцию

Уравнение теплообмена

- температура воды на выходе и на входе в коллектор соответственно ,С

или

Общий баланс тепла:

Где ,

После выяснения располагаемого количества тепла и подсчетастановиться ясно, что t не может быть равен 40⁰С, так как 0,77х40=30,8⁰С, то есть почти дает нуль с , чего не может быть.

Ясно, что t не может быть и 50 град.С, так как тогда 418,2 х 8.5=3554,7 Вт, что больше располагаемого тепла 1600 Вт

Зададим

тогда

Температура на выходе из коллектора

, то есть нагрев при получается только на 2,15 град.С. Можно все уточнить (но не на много) при второй интерации.

После второй итерации

, то есть нагрев составил 2,186 град С.

Если поток тепла составит тогда t= 46,58⁰С

,то есть нагрев составит 5,8⁰С.

Последовательно ставить второй коллектор нет смысла, так как поверхность и велики , а отсюда

при медленном движении жидкости с

=400 BT,

или

, следовательно, второй коллектор ставить бесполезно, при , так как у первого коллектора хватает поверхности, чтобы выйти на

Примем

Тогда баланс получится

Так как была принята то

Нагрев

Примечания:

1) При необходимости иметь большой расход ставят несколько кол­лекторов, работающих параллельно при каждый.

2)Возможно нагрев производится лентами: одновременно выпускается нагретая «стоящая» в трубках вода и впускается новая порция, которая стоит некоторое время, пока не нагреется от Солнца.