Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Крейт Ф. -> "Основы теплопередачи" -> 138

Основы теплопередачи - Крейт Ф.

Крейт Ф., Блэк У. Основы теплопередачи — М.: Мир, 1983. — 512 c.
Скачать (прямая ссылка): osnteploper1983.djvu
Предыдущая << 1 .. 132 133 134 135 136 137 < 138 > 139 140 141 142 143 144 .. 177 >> Следующая

400 Глава 7
Мгновенное значение коэффициента полезного действия коллектора цс представляет собой просто отношение полезно используемой энергии к полной энергии падающего солнечного излучения:
Практически коэффициент полезного действия должен быть измерен за некоторый конечный период времени. При проведении стандартных испытаний тепловых характеристик NBS1) необходимый период времени для расчета эффективности составляет 15 или 20 мин, в то время как для конструкторского расчета представляет интерес более длительный период времени (сутки или месяц). Тогда средний коэффициент полезного действия равен
t
^ Яи dt
% = Л-. . (7.29)
Aclc dt
о
где t — продолжительность периода времени, в течение которого осредняется указанная характеристика.
Детальный и строгий анализ коэффициента полезного действия солнечного коллектора представляет собой сложную задачу вследствие нелинейного характера уравнений, описывающих радиационный теплообмен. Однако упрощенный анализ на основе решения линеаризованных уравнений радиационного теплообмена обычно достаточно точен для практических целей. Он позволяет проиллюстрировать влияние тепловых параметров на к. п. д. солнечного коллектора и указать, каким образом эти параметры взаимодействуют между собой. Хотя для конструкторских и экономических расчетов солнечных систем в общем случае используются результаты стандартных испытаний тепловых характеристик NBS, для надлежащего анализа и интерпретации результатов этих испытаний крайне необходимо понимание существа происходящих тепловых процессов.
Коэффициент тепловых потерь коллектора
Для лучшего понимания значения параметров, которые определяют тепловой коэффициент полезного действия солнечного коллектора, важно ввести понятие суммарного коэффициента
l) NBS — Национальное бюро стандартов США,
Теплообменники 401
тепловых потерь коллектора*). Если коэффициент тепловых потерь коллектора U0 задан, а пластина коллектора находится при средней температуре Тс, то второй член в правой части
Солнце
Верхнее отражающее Ji покрытие
Температура окружающей среды Та
Полезная энергия
Солнце
Температура верхнего покрытия Tg]
Температура нижнего покрытия Tg7
Отражение излучения поглощающей пластиной
Температура пластины коллектора" Тс
Температура основания корпуса коллектора R2
Температура окружающей среды Та
Рис. 7.22. Тепловые цепи для плоского коллектора, показанного на рис. 7.21. а—подробная схема, б —приближенная схема, эквивалентная схеме а. Для обеих схем поглощающая пластина воспринимает энергию падающего излучения, равную где
уравнения (7.27) можно записать при заданной температуре окружающего воздуха Та в простом виде:
W = (^-Г J. (7.30)
Простота этого соотношения может ввести в заблуждение, коэффициент тепловых потерь коллектора нельзя определить без детального анализа всех тепловых потерь. На рис 7.21 приведена схема коллектора с двумя стеклянными покрытиями, а на рис. 7.22, а показана тепловая цепь, элементы которой должны быть рассчитаны прежде, чем они могут быть объединены
1> По существу этот коэффициент есть не что иное, как коэффициент теплопередачи, с помощью которого рассчитываются тепловые потери с поверхности коллектора в окружающую среду. — Прим. перев.
402 Глава 7
в эквивалентный коэффициент тепловых потерь, как это показано на рис. 7.22, б.
На рис. 7.23 качественно показано распределение температуры в плоском коллекторе. Излучение падает на верхнюю поверхность пластины, соединяющую две расположенные рядом трубы, в которых течет теплоноситель. Это излучение равномерно поглощается пластиной и передается теплопроводностью
Пластина коллектора
Рис. 7.23. Распределение температуры в поглощающей пластине плоского коллектора.
а — схема поглощающей пластины; б —профиль температуры в направлении течения тепЛО" носителя; в —профиль температуры в заданном сечении у: г —распределение температуры в поглощающей пластине.
в поперечном направлении трубам, внутри которых тепло передается конвекцией движущемуся теплоносителю. Очевидно, что в любом поперечном сечении, перпендикулярном направлению течения, температура имеет максимум в средней точке между двумя соседними каналами и уменьшается вдоль пластины по направлению к трубе (рис. 7.23,6). Поскольку тепло переносится к теплоносителю, его температура, а также температура всей коллекторной системы будут возрастать в направлений течения. Увеличение температуры в среднем сечении меЖДУ двумя трубами качественно показано на рис. 7.23,6. Распределения температур в направлениях осей х и у показаны в трехмерном изображении на рис. 7.23, г.
Для построения модели, подходящей для теплового расчета
Теплообменники 403
плоского коллектора, будут сделаны следующие упрощающие допущения:
1. Коллектор находится в стационарном тепловом состоянии.
2. Температурный напор между верхней и нижней поверхностями поглощающей пластины пренебрежимо мал.
3. Тепловой поток через покрытия и изоляцию является одномерным.
4. Гидравлические коллекторы, соединяющие трубы, занимают небольшую площадь солнечного коллектора и обеспечивают равномерное течение жидкости в трубах.
Предыдущая << 1 .. 132 133 134 135 136 137 < 138 > 139 140 141 142 143 144 .. 177 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed