теплопроводность войлока технический

введем обозначения -

Представим уравнение (1) в виде

где δn, δизтр, λn, λизтр - толщины и коэффициенты теплопроводности n-й изоляции бака аккумулятора и соединительного трубопровода; αнб, αнтр, αвнб, αвнтр - коэффициенты тепловосприятия и теплоотдачи внутренней и наружной поверхности бака аккумулятора и соединительного трубопровода.

Для определения коэффициентов теплопередачи бака-аккумулятора и соединительного трубопровода СВУ теплопередачи Kб, Kтр используем формулу, предложенную в [3]:

Полученная энергия от солнечного излучения расходуется на нагревание теплоносителя, стенок бака и коллектора, а также потери тепла коллектора и бака-аккумулятора в окружающую среду за период времени dt. Уравнение баланса СВУ записано в предположении, что температура теплоприемника и стенки бака аккумулятора равна средней температуре Т(t) теплоносителя. В этом уравнении приняты следующие обозначения: Е - солнечная суммарная радиация; Sпр и ηопт - площадь и оптический КПД коллектора; Vб - объем теплоносителя в баке, м3; c, cст - теплоемкость теплоносителя и стенки бака, Дж/(кгК); ρ, ρст - плотность теплоносителя и ограждения, кг/м3; rн, rв, hн, hв - наружные, внутренние радиусы и высоты бака аккумулятора, м; T, Tо - температуры теплоносителя и окружающей среды, К; R - радиус основания стеклянного корпуса, м; H - высота стеклянного корпуса, м; Sб - площадь теплообменной поверхности бака-аккумулятора, м2; dтр, lтр - диаметр и длина соединительного трубопровода СВУ, м; K, Kб и Kтр - коэффициенты теплопередачи коллектора, бака-аккумулятора и соединительного трубопровода СВУ, Вт/(м2К).

Суммарный поток тепла, поступающий к приёмным поверхностям коллекторов, определялся балансом [2]:

Математическое моделирование солнечной водонагревательной установки, собранной из n коллекторов, основывалось на расчете её теплового баланса.

Моделирование позволяет быстро рассчитывать наиболее важные выходные параметры при заданных параметрах СВУ. Позволяет также, варьируя некоторыми входными параметрами, например, размерами теплоприемника, количества коллекторов в системе, теплоемкости теплоносителя и его начальной температурой, теплоизоляционные параметры бака и т.д., получать наиболее оптимальные режимы работы СВУ.

Существует два основных подхода к вопросу оценки эффективности работы как СВК, так и СВУ. Первый подход основан на проведении долгосрочных экспериментальных исследований эффективности работы СВУ в натурных условиях в месте нахождения данной установки. Другой подход основан на математическом моделировании процесса теплообмена в СВУ, и, таким образом, определении производительности СВК, температурного поля поглощающей пластины, температуры теплоносителя на выходе из СВК, количества тепла, передаваемого в бак-аккумулятор и др.

На эффективность работы СВУ влияние оказывают КПД солнечно-водонагревательного коллектора (СВК), значения тепловых потерь в подводящих и отводящих трубопроводах солнечного контура (зависящие от длины подводящих и отводящих трубопроводов, материала трубопроводов, материала изоляции, расхода теплоносителя), объем бака-аккумулятора, а также величины тепловых потерь через стенки бака-аккумулятора.

Поэтому исследования, направленные на усовершенствование существующих и создание новых солнечно-водонагревательных установок (СВУ) для горячего водоснабжения, актуальны и имеют большое народнохозяйственное значение.

Однако, как показывает анализ существующих гелиоустановок, их применению для целей горячего водоснабжения, препятствует низкая эксплуатационная надежность, которая обусловлена сложностью конструкции, нетехнологичностью, высокой материалоемкостью, что вызывает повышение себестоимости получаемой тепловой энергии [1].

Одной из наиболее перспективных областей использования солнечной энергии является подогрев воды для использования в бытовых условиях.

Основой современной энергетической политики стал поиск мер, направленных на повышение эффективности использования энергии, энергосбережение, сокращение или ослабление воздействия энергетических объектов на окружающую среду. Такая стратегия характерна для нетрадиционных возоб­новляемых источников энергии (ВИЭ).

1. Ошский государственный университет, Ош

Ташполотов Ы. 1, Сатыбалдыев А.Б. 1, Матисаков Т.К. 1

ИССЛЕДОВАНИЕ ТЕПЛОТЕХНИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК СОЛНЕЧНО-ВОДОНАГРЕВАТЕЛЬНОЙ УСТАНОВКИ НА ОСНОВЕ МАТЕМАТИЧЕСКОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ

Технические науки

Выбрать язык:   RUS

ИССЛЕДОВАНИЕ ТЕПЛОТЕХНИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК СОЛНЕЧНО-ВОДОНАГРЕВАТЕЛЬНОЙ УСТАНОВКИ НА ОСНОВЕ МАТЕМАТИЧЕСКОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ - Технические науки - Фундаментальные исследования