Основы теплопередачи - Крейт Ф.
Скачать (прямая ссылка):
V
Диффузное солнечное 11-23% \/ Излучение (кЗемле)
Прямое солнечное излучение 83-56%
6-15%
Рис. 6.41. Поглощение и рассеяние солнечного излучения при ясном небе. (Все величины в %% от плотности потока падающего излучения.)
Излучение 341
точки наблюдения, определяющего длину пути сквозь атмосферу, которую преодолевает излучение, достигающее поверхности земли. На средних широтах при ясном небе плотность потока излучения, получаемого площадкой, расположенной перпендикулярно к солнечным лучам в пределах ±4 ч от полудня,
2400
1,4 2,0^•H2O, CO2/ 2,6
Длина волны X, мкм
Ptic. 6.42. Спектральное распределение внеатмосферного солнечного излучения; также показаны спектры эквивалентного черного излучения и солнечного излучения, ослабленного атмосферой.
7—солнечный спектр при массе атмосферы, равной нулю; плотность потока интегрального излучения 1353 Вт/м2; 2—распределение (нормализованное) излучения черного тела при температуре 5762 К; плотность потока интегрального излучения 1353 Вт/мг; 3—солнечныи спектр при массе атмосферы, равной двум; а=0,66, ?^0,085; H2O-2 см, Оз —0,34 см; плотность потока интегрального излучения 691,2 Вт/м2; 4—солнечный спектр при массе атмосферы, равной двум, без учета молекулярного поглощения.
'70% солнечной постоянной (т. е#
составляет в среднем ~1 кВт/м2).
Пример 6.16. Рассчитать долю энергии солнечного излучения, приходящуюся на видимую часть спектра в интервале длин волн (т. е. 0,40— 0.75 мкм).
Решение. В первой колонке в табл. 6.3 приведены длины волн. Во второй колонке даны средние солнечные спектральные плотности потока падающего излучения в полосе спектра с центром, совпадающим с длиной волны, Указанной в первой колонке. Третья колонка, D^, содержит выраженную в процентах часть полного солнечного излучения, приходящуюся на более короткие длины волн, чем величина А,, указанная в первой колонке. При длине **°лны 0,40 мкм 8,7% полного солнечного излучения приходится на более короткие длины волн. При длине волны 0,75 мкм 51,7% излучения приходится **а более короткие длины волн. Следовательно, 43% полного солнечного изучения лежит в пределах полосы 0,40 — и 0,75 мкм, а суммарная энергия, °лучаемая внешней атмосферой Земли, в пределах той же спектральной облети будет 582 Вт/м2.
342 Глава 6
Чтобы рассчитать поток солнечного излучения, падающий на поверхность заданного наклона и ориентации, необходимо дать определение некоторым основным терминам. Смысл этих терминов станет ясным при решении конкретной задачи.
Высота Солнца а — угол между направлением на Солнце и горизонтальной поверхностью в заданном месте на Земле (рис. 6.43). Высота для данного дня года и времени дня изменяется в зависимости от положения точки на Земле.
Вертиналь
M
с
и?
Рис 6.43. Высота Солнца а и его азимут а*.
Азимут Солнца as — угол между горизонтальной проекцией солнечного луча и линией, направленной на юг в северном полушарии. Азимут Солнца измеряется угловым смещением к востоку или к западу от направления на юг в горизонтальной плоскости (см. рис. 6.43).
Склонение Солнца 6S — угловое положение Солнца относи-' тельно плоскости земного экватора. Как показано на рис. 6.44 и 6.45, из-за того, что ось вращения Земли наклонена на угол 23,5° относительно оси плоскости орбиты вращения вокруг Солнца, величина склонения будет меняться в течение года между +23,5° и —23,5°. Склонение обычно выражается в радианах (или градусах) к северу или к югу от экватора. Склонение к северу от экватора (т. е. летом в северном полушарии) принято положительным.
Плоскость эклиптики — плоскость, в которой движется в те^ чение дня Солнце относительно стационарного наблюдателя, расположенного в точке P (рис. 6.44).
Солнечное время — время в часах до или после полудня при определении полудня как времени, когда Солнце занимает самое высокое положение в небе.
Излучение 343
Угловое солнечное время hs — угловое смещение Солнца от полудня (1 ч соответствует я/12 рад, или 15° углового смещения). Смещения на восток от юга (т. е. утренние значения) считаются положительными.
s
Рис. 6.44. Определение углового солнечного времени hs (CND), солнечного склонения os (VOD) и широты L (РОС); P-—положение наблюдателя на земле; 5 — Солнце.
Широта места на Земле L — его угловое значение выше или ниже плоскости экватора, измеренное от центра Земли, как показано на рис. 6,44. Широта положительна к северу от экватора,
21 марта
-154,3 млн км
22 июня
144,5 млн км
Тропик Рака
22 декабря
Экватор
Тропик Козерога
23 сентября
Рис. 6.45. Движение Земли вокруг Солнца
Долгота — это угол, образованный полуплоскостью, проходящей через ось Земли и рассматриваемое место на ее поверхности, и плоскостью, проходящей через Гринвич. Полуплоскость, проходящая через Гринвич, произвольно принята за нулевую, * линия ее пересечения с земной поверхностью называется Гринвичским меридианом. Долгота измеряется к востоку и западу от Гринвича. Широта и долгота являются координатами, определяющими положение точки на поверхности Земли,
344 Глава 6
