Tính toán thiết bị sử dụng năng lượng mặt trời

Cấu tạo và phân loại bộ thu phẳng

Hình 4.4. Cấu tạo Collectorhấp thụ nhiệt1- Lớp cách nhiệt,

1. Lớp đệm tấm phủ trong suốt,

3- Tấm phủ trong suốt, 4 - Đường nước nóng ra, 5 - Bề mặt hấp thụ nhiệt,

1. Lớp tôn bọc,
2. Đường nước lạnh vào,

8- Khung đở Collector

Không thể có một kiểu Collector nào mà hoàn hảo về mọi mặt và thích hợp cho mọi điều kiện, tuy nhiên tùy theo từng điều kiện cụ thể chúng ta có thể tạo cho mình một loại Collector hợp lý nhất. Trong các bộ phận cấu tạo nên Colletor, bộ phận quan trọng nhất và có ảnh hưởng lớn đến hiệu qủa sử dụng của Collector là bề mặt hấp thụ nhiệt. Sau đây là một số so sánh cho việc thiết kế và chế tạo bề mặt hấp thụ nhiệt của Collector mà thỏa mãn một số chỉ tiêu như: giá thành, hiệu quả hấp thụ và mức độ thuận tiện trong việc chế tạo.

Sau đây là 3 mẫu Collector có bề mặt hấp thụ nhiệt đơn giản, hiệu quả hấp thụ cao có thể chế tạo dễ dàng ở điều kiện Việt nam.

Hình 4.5. Bề mặt hấp thụ nhiệt dạng ống hình rắn gắn trên tấm hấp thụHình 4.6. Dải tấm hấp thụ được đan xen vào bề mặt hấp thụ dạng dãy ống Hình 4.7. Bề mặt hấp thụ dạng tấm

Sau khi thiết kế chế tạo, đo đạc tính tóan và kiểm tra so sánh ta thu được bảng tổng kết sau:

Loại bề mặthấp thụ	Dạng ống hình rắn	Dạng dãy ống	Dạng dãy ống	Dạng tấm
Cách gắn vớitấm hấp thụ	Đan xenvào nhau	Dùng vòng dây kim loại	Đan xenvào nhau	Hàn đính
Hiệu suấthấp thụ nhiệt	Giảm 10%	Giảm 10%	Chuẩn	Bằng chuẩn
Giá của vật liệuvà năng lượng ctạo	Giảm 4%	Tăng 2%	Chuẩn	Tăng 4%
Thời gian cần gia công chế tạo	Giảm 20%	Giảm 10%	Chuẫn	Tăng 50%

Từ các kết quả kiểm tra và so sánh ở trên ta có thể rút ra một số kết luận như sau:

1. Loại bề mặt hấp thụ dạng dãy ống có kết quả thích hợp nhất về hiệu suất hấp thụ nhiệt , giá thành cũng như công và năng lượng cần thiết cho việc chế tạo. Tuy nhiên nếu trong trường hợp không có điều kiện để chế tạo thì chúng ta có thể chọn loại bề mặt hấp thụ dạng hình rắn. Bề mặt hấp thụ dạng tấm cũng có kết quả tốt như loại dạng dãy ống nhưng đòi hỏi nhiều công và khó chế tạo hơn.
2. Tấm hấp thụ được gắn vào ống hấp thụ bằng cách đan xen từng dải nhỏ là có hiệu quả nhất. Ngoài ra tấm hấp thụ có thể gắn vào ống hấp thụ bằng phương pháp hàn, với phương pháp này thì hiệu quả hấp thụ cao hơn nhưng mất nhiều thời gian và giá thành cao hơn.

Tính toán bộ thu phẳng

Khảo sát panel mặt trời với hộp thu kích thước axbx, khối lượng mo, nhiệt dung riêng Co được làm bằng thép dày t, bên trong gồm chất lỏng tĩnh có khối lượng m, và lưu lượng G[kg/s] chảy liên tục qua hộp. Xung quanh hộp thu bọc 1 lớp cách nhiệt, tỏa nhiệt ra không khí với hệ số . Phía trên mặt thu F1= ab với độ đen  là 1 lớp không khí và 1 tấm kính có độ trong D. Chiều dày và hệ số dẫn nhiệt của các lớp này là c, k , K và c, k, K.

Cường độ bức xạ mặt trời tới mặt kính tại thời điểm  là E() = Ensin( , với ( ) =  là góc nghiêng của tia nắng với mặt kính,  = 2 /n và n = 24 x 3600s là tốc độ góc và chu kỳ tự quay của trái đất, En là cường độ bức xạ cực đại trong ngày, lấy bằng trị trung bình trong năm tại vĩ độ đang xét. Lúc mặt trời mọc  = 0, nhiệt độ đầu của panel và chất lỏng bằng nhiệt độ to của không khí ngoài trời.

Cần tìm hàm phân bố nhiệt độ chất lỏng trong panel theo thời gian  và tất cả các thông số đã cho: t = t (, abt, mo.Co, m.Cp,  D F1 , G, c, k , K, c, k, K , , to , , En ).

Các giả thiết khi nghiên cứu:

• Panel được đặt cố định trong mỗi ngày, sao cho mặt thu F1 vuông góc với mặt

phẳng quỹ đạo trái đất.

- Tại mỗi thời điểm , coi nhiệt độ chất lỏng và hộp thu đồng nhất, bằng t().

Lập phương trình vi phân cân bằng nhiệt cho hộp thu:

Khi panel đặt cố định (tĩnh). Xét cân bằng nhiệt cho hệ gồm chất lỏng và hộp kim loại, trong khoảng thời gian d kể từ thời điểm .

Mặt F1 hấp thụ từ mặt trời 1 lượng nhiệt bằng:

Q1 = 1DEnsin. F1.sin.d, [J].

Hình 4.8. Mô hình tính toán bộ thu phẳng

Lượng nhiệt Q1 được phân ra các thành phần để:

- Làm tăng nội năng vỏ hộp dU = mo.Codt,

- Làm tăng entanpy lượng nước tĩnh dIm = m.Cpdt ,

- Làm tăng entanpy dòng nước dIG = Gd Cp (t - to) ,

- Truyền nhiệt ra không khí ngoài trời qua đáy F3 = ab và các mặt bên

F2 = 2(a+b) với hệ số truyền nhiệt k3 = k2 = δcλc+1α−1 size 12{ left ( { {δ rSub { size 8{c} } } over {λ rSub { size 8{c} } } } + { {1} over {α} } right ) rSup { size 8{ - 1} } } {}, qua mặt thu

F1= ab với k1 = δkλk+δKλK+11,3α−1 size 12{ left ( { {δ rSub { size 8{k} } } over {λ rSub { size 8{k} } } } + { {δ rSub { size 8{K} } } over {λ rSub { size 8{K} } } } + { {1} over {1,3α} } right ) rSup { size 8{ - 1} } } {}

Vậy có tổng lượng nhiệt bằng Q2 = (k1F1 + k2F2 + k3F3) (t - to) d ;

Do đó, phương trình cân bằng nhiệt: Q1 = dU + dIm + dIG + Q2 sẽ có dạng:

1DEt Ft sin2 () d = dt miCi + (GCp +  ki Fi) (t - to) d.

Sau phép đổi biến T() = t() - to và đặt a = εDEnF1∑miCi=PC size 12{ { {ε ital "DE" rSub { size 8{n} } F rSub { size 8{1} } } over { Sum {m rSub { size 8{i} } C rSub { size 8{i} } } } } = { {P} over {C} } } {}, [K/s],

b = GCp+∑kiFi∑miCi=WC size 12{ { { ital "GC" rSub { size 8{p} } + Sum {k rSub { size 8{i} } F rSub { size 8{i} } } } over { Sum {m rSub { size 8{i} } C rSub { size 8{i} } } } } = { {W} over {C} } } {}, [s-1] thì phương trình cân bằng nhiệt cho panel tĩnh là:

T’() + bT() = a sin2() (4.1)

với điều kiện đầu T(0) = 0 (4.2)

Khi panel động được quay để diện tích hứng nắng luôn bằng F1, thì mặt F1 hấp thụ được: Q1 = 1DEnsin. F1.d, [J]. Do đó, tương tự như trên, phương trình cân bằng nhiệt cho panel động có dạng:

T’() + bT() = a sin() (4.3)

với điều kiện đầu T(0) = 0 (4.4)

Xác định hàm phân bố nhiệt độ:

Hàm nhiệt độ trong panel tĩnh sẽ được tìm ở dạng T() = A() e-b.

Theo phương trình (3.1) ta có:

A () = a eb sin2.d = a2 size 12{ { {a} over {2} } } {} eb (1- cos2)d = a2b size 12{ { {a} over {2b} } } {}( eb - I )

với: I =  cos2 .deb = ebτb(2ωsin2ωτ+bcos2ωτ)−2ωb2I size 12{ { {e rSup { size 8{bτ} } } over {b} } ( 2ω"sin"2 ital "ωτ"+b"cos"2 ital "ωτ" ) - left ( { {2ω} over {b} } right ) rSup { size 8{2} } I} {}

tức là: I = bebτ4ω2+b2 size 12{ { { ital "be" rSup { size 8{bτ} } } over {4ω rSup { size 8{2} } +b rSup { size 8{2} } } } } {} [2sin2 + bcos 2] + C1

Hằng số C1 được xác định theo điều kiện đầu T(0) = 0 hay A(0) = 0, tức là C1 = 11+(b/2ω)2 size 12{ { {1} over {1+ ( b/2ω ) rSup { size 8{2} } } } } {}. Do đó, hàm phân bố nhiệt độ chất lỏng trong panel tĩnh có dạng:

T() = a2b size 12{ { {a} over {2b} } } {}[1- b4ω2+b2 size 12{ { {b} over {4ω rSup { size 8{2} } +b rSup { size 8{2} } } } } {}(2sin2 + bcos2) - e−bτ1+(b/2ω)2 size 12{ { {e rSup { size 8{ - bτ} } } over {1+ ( b/2ω ) rSup { size 8{2} } } } } {}] (4.5)

Nếu dùng phép biến đổi (Asinx + Bcosx) = A2+B2 size 12{ sqrt {A rSup { size 8{2} } +B rSup { size 8{2} } } } {}sin (x + artg BA size 12{ { {B} over {A} } } {}) thì hàm (3.5) sẽ có dạng:

T() = a2b size 12{ { {a} over {2b} } } {}[1- bb2+4ω2 size 12{ { {b} over { sqrt {b rSup { size 8{2} } +4ω rSup { size 8{2} } } } } } {}sin(2 + artg b2ω size 12{ { {b} over {2ω} } } {} ) - e−bτ1+(b/2ω)2 size 12{ { {e rSup { size 8{ - bτ} } } over {1+ ( b/2ω ) rSup { size 8{2} } } } } {}] (3.6)

Số hạng cuối của tổng có giá trị nhỏ hơn 1 và giảm rất nhanh, nên khi  >1h có thể bỏ qua.

Hàm nhiệt độ trong panel động là nghiệm của hệ phương trình (4.3), (4.4), được tìm như cách trên, sẽ có dạng:

Tđ() = ab1+(ω/b)2 size 12{ { {a} over {b sqrt {1+ ( ω/b ) rSup { size 8{2} } } } } } {}[sin( + artg ωb size 12{ { {ω} over {b} } } {} ) - e−bτ1+(b/ω)2 size 12{ { {e rSup { size 8{ - bτ} } } over { sqrt {1+ ( b/ω ) rSup { size 8{2} } } } } } {}] (4.7)

Số hạng sau của tổng luôn nhỏ hơn 1 và giảm khá nhanh, nên khi  >2h có thể bỏ qua.

Các hàm phân bố (4.6) và (4.7) sẽ được mô tả ở hình 4.9 và hình 4.10.

Lập công thức tính toán cho panel tĩnh và động:

Sử dụng các hàm phân bố (4.6) và (4.7) dễ dàng lập được các công thức tính các thông số kỹ thuật đặc trưng cho panel tĩnh và động.

Panel tĩnh đạt nhiệt độ cực đại Tm = a2b size 12{ { {a} over {2b} } } {}(1+ bb2+4ω2 size 12{ { {b} over { sqrt {b rSup { size 8{2} } +4ω rSup { size 8{2} } } } } } {})

lúc m = n( 38−14πartgb2ω size 12{ { {3} over {8} } - { {1} over {4π} } ital "artg" { {b} over {2ω} } } {}).

Panel động đạt nhiệt độ cực đại Tđm = ab1+(ω/b)2 size 12{ { {a} over {b sqrt {1+ ( ω/b ) rSup { size 8{2} } } } } } {}> Tm

lúc đm = n( 14+12πartgωb size 12{ { {1} over {4} } + { {1} over {2π} } ital "artg" { {ω} over {b} } } {}).

Sau khi tính nhiệt độ trung bình trong 1 ngày nắng cho mỗi panel theo công thức: Tn = 2τn∫0τn/2T(τ)dτ size 12{ { {2} over {τ rSub { size 8{n} } } } Int rSub { size 8{0} } rSup { size 8{τ rSub { size 6{n} } /2} } {T ( τ ) dτ} } {},

Và dễ dàng tìm được công suất nhiệt hữu ích trung bình Qn= GCpTn, [W], lượng nhiệt thu được mỗi ngày Q = 12τnQn size 12{ { {1} over {2} } τ rSub { size 8{n} } Q rSub { size 8{n} } } {}, [J], .v.v.

Hiệu suất nhiệt panel  = QnE¯F1 size 12{ { {Q rSub { size 8{n} } } over { {overline {E}} F rSub { size 8{1} } } } } {}

với E¯ size 12{ {overline {E}} } {}= 2τn∫0τn/2Ensin2πττndτ=2πEn size 12{ { {2} over {τ rSub { size 8{n} } } } Int rSub { size 8{0} } rSup { size 8{τ rSub { size 6{n} } /2} } {E rSub { size 8{n} } "sin"2π { {τ} over {τ rSub { size 8{n} } } } dτ= { {2} over {π} } } E rSub {n} } {}. Các công thức cụ thể cho các loại panel được giới thiệu ở bảng 4.2.

Các số liệu tính toán cho panel 1 m2 tĩnh và động:

Trong bảng 4.1 giới thiệu các số liệu tính toán cho mẫu panel 1m2 với hộp thu kích thước ab = 1 x 1 x 0,01 m3, được làm bằng thép tấm dày t = 0,001m, Co= 460 J/kgK , mặt thu F1 = 1m2 , độ đen  = 0,95, lớp không khí dày k = 0,01m, tấm kính dày K = 0,005 m , K = 0,8 W/mK , độ trong D = 0,95, lớp cách nhiệt bông thủy tinh dày C = 0,02 m, C = 0,055W/mK, dòng nước qua panel có G = 0,002 kg/s với nhiệt độ to = 30oC. Cường độ bức xạ cực đại En, lấy trung bình trong năm tại Đà nẵng, ở vĩ độ 16o bắc, là En = 1365∑Eni size 12{ { {1} over {"365"} } Sum {E rSub { size 8{ ital "ni"} } } } {}= 940 W/m2.

Hình 4.9. Hàm nhiệt độ khi tĩnh t() và khi động tđ() của panel 1m2 có W > WS

Bảng 4.1. Các số liệu tính toán cho panel 1m2

Thông số tính toán	Công thức tính	Giá trị	Đơn vị
Hệ số tỏa nhiệt ra không khí	 = λkΣδi size 12{ { {λ rSub { size 8{k} } } over {Σδ rSub { size 8{i} } } } } {} C(GrPr)n	8,5	W/m2K
Hệ số truyền nhiệt lên trên	k1 = δkλk+δKλK+11,3α−1 size 12{ left ( { {δ rSub { size 8{k} } } over {λ rSub { size 8{k} } } } + { {δ rSub { size 8{K} } } over {λ rSub { size 8{K} } } } + { {1} over {1,3α} } right ) rSup { size 8{ - 1} } } {}	2,2	W/m2K
Hệ số truyền nhiệt qualớp cách nhiệt	k2 = δCλC+1α−1 size 12{ left ( { {δ rSub { size 8{C} } } over {λ rSub { size 8{C} } } } + { {1} over {α} } right ) rSup { size 8{ - 1} } } {}	2,1	W/m2K
Khối lượng vỏ hộp thu	m0 = t t (2F1 + 4 )	16	kg
Khối lượng nước tĩnh	m =  F1 ( - 2 t)	8	kg
Nhiệt dung hộp nước	C = m0Co + mCp	40752	J/K
Dòng nhiệt dung qua hộp	W = GCP + ki Fi	12,7	W/K
Công suất hấp thụ max	P =  D EnF1	853,8	W
Tốc độ gia nhiệt max	a = PC size 12{ { {P} over {C} } } {}	0,021	K/s
Tần số dao động riêngcủa panel	b = WC size 12{ { {W} over {C} } } {}	3,13.10-4	s-1
Tốc độ góc tia nắng	 = 2πτn size 12{ { {2π} over {τ rSub { size 8{n} } } } } {}	7,27.10-5	rad.s-1

Bảng 4.2. Công thức chung tính các thông số kỹ thuật đặc trưng và các số liệu cho panel nước nóng 1m2 có W > WS.

Thông số đặc trưng
Panel tĩnh	Panel động
Công thức tính	Số liệu	Công thức tính	Số liệu
Độ gianhiệt max	Tm = a2b(1+ab2+4ω2) size 12{ { {a} over {2b} } ( 1+ { {a} over { sqrt {b rSup { size 8{2} } +4ω rSup { size 8{2} } } } } ) } {}	64 oC	Tđm = ab1+(ω/b)2 size 12{ { {a} over {b sqrt {1+ ( ω/b ) rSup { size 8{2} } } } } } {}	65,4 oC
Nhiệt độ max	tm=to+ a2b(1+bb2+4ω2 size 12{ { {a} over {2b} } ( 1+ { {b} over { sqrt {b rSup { size 8{2} } +4ω rSup { size 8{2} } } } } } {})	94 oC	Tđm = to+ ab1+(ω/b)2 size 12{ { {a} over {b sqrt {1+ ( ω/b ) rSup { size 8{2} } } } } } {}	95,4 oC
Thời điểmđạt Tm	m=n 38−14πartgb2ω size 12{ left ( { {3} over {8} } - { {1} over {4π} } ital "artg" { {b} over {2ω} } right )} {}	6,8h	đm=n 14+12πartgωb size 12{ left ( { {1} over {4} } + { {1} over {2π} } ital "artg" { {ω} over {b} } right )} {}	6,9h
Nhiệt độcuối ngày	tc = to + 2aω2b(4ω2+b2) size 12{ { {2aω rSup { size 8{2} } } over {b ( 4ω rSup { size 8{2} } +b rSup { size 8{2} } ) } } } {}	36 oC	tđc = to + aωω2+b2 size 12{ { {aω} over {ω rSup { size 8{2} } +b rSup { size 8{2} } } } } {}	45 oC
Độ gia nhiệt TB	Tn= a2b size 12{ { {a} over {2b} } } {}	34 oC	Tđn= aω2+2b2πbω2+b2 size 12{ { {a left (ω rSup { size 8{2} } +2b rSup { size 8{2} } right )} over {πb left (ω rSup { size 8{2} } +b rSup { size 8{2} } right )} } } {}	42 oC
Công suất hữu ích TB	Qn= a2b size 12{ { {a} over {2b} } } {}GCp	280 W	Qđn= GCp aω2+2b2πbω2+b2 size 12{ { {a left (ω rSup { size 8{2} } +2b rSup { size 8{2} } right )} over {πb left (ω rSup { size 8{2} } +b rSup { size 8{2} } right )} } } {}	349 W
Sản lượng nhiệt 1 ngày	Q = aτn4b size 12{ { {aτ rSub { size 8{n} } } over {4b} } } {}GCp	12MJ	Qđ=GCp τn2 size 12{ { {τ rSub { size 8{n} } } over {2} } } {}aω2+2b2πbω2+b2 size 12{ { {a left (ω rSup { size 8{2} } +2b rSup { size 8{2} } right )} over {πb left (ω rSup { size 8{2} } +b rSup { size 8{2} } right )} } } {}	15MJ
Sản lượngnước nóng	M = τn2G size 12{ { {τ rSub { size 8{n} } } over {2} } G} {}, tn = to + Tn	86kgở 64oC	M = τn2G size 12{ { {τ rSub { size 8{n} } } over {2} } G} {}, tđn = to + Tđn	86kgở 72oC
Hiệu suất nhiệt panel	= πaGCp4bEnF1 size 12{ { {π ital "aGC" rSub { size 8{p} } } over {4 ital "bEnF" rSub { size 8{1} } } } } {}	46%	= GCpaω2+2b22bEnF1ω2+b2 size 12{ { { ital "GC" rSub { size 8{p} } a left (ω rSup { size 8{2} } +2b rSup { size 8{2} } right )} over {2 ital "bEnF" rSub { size 8{1} } left (ω rSup { size 8{2} } +b rSup { size 8{2} } right )} } } {}	58%

Điều kiện để chất lỏng sôi trong panel:

Để thu được nước sôi có nhiệt độ ts cần có điều kiện tm  ts hay Tm  ts - to = Ts.

Điều kiện sôi trong panel động là:

Tđm = PCb2+ω2 size 12{ { {P} over {C sqrt {b rSup { size 8{2} } +ω rSup { size 8{2} } } } } } {}  Ts hay b = WC size 12{ { {W} over {C} } } {}  PCTs2−ω2 size 12{ sqrt { left ( { {P} over { ital "CT" rSub { size 8{s} } } } right ) rSup { size 8{2} } - ω rSup { size 8{2} } } } {}

Do đó cần chọn C và W sao cho thỏa mãn 2 điều kiện:

C =  miCi  PωTs size 12{ { {P} over {ωT rSub { size 8{s} } } } } {} = εDEnF1τn2π(ts−to) size 12{ { {ε ital "DE" rSub { size 8{n} } F rSub { size 8{1} } τ rSub { size 8{n} } } over {2π ( t rSub { size 8{s} } - t rSub { size 8{o} } ) } } } {} = CS, [J/K]

W = GCp+  kiFi  PTs2−(Cω)2 size 12{ sqrt { left ( { {P} over {T rSub { size 8{s} } } } right ) rSup { size 8{2} } - ( Cω ) rSup { size 8{2} } } } {}= ωCS2−C2 size 12{ω sqrt {C rSub { size 8{S} } rSup { size 8{2} } - C rSup { size 8{2} } } } {} = WSđ , [W/K] Điều kiện thứ 2 sẽ được đáp ứng nếu  kiFi < WSđ và chọn G  1Cp size 12{ { {1} over {C rSub { size 8{p} } } } } {}(WSđ -  kiFi).

Điều kiện sôi trong panel tĩnh là:

Tm = a2b(1+ab2+4ω2) size 12{ { {a} over {2b} } ( 1+ { {a} over { sqrt {b rSup { size 8{2} } +4ω rSup { size 8{2} } } } } ) } {}  TS hay W  P2TS1+11+(2ωC/W)2 size 12{ { {P} over {2T rSub { size 8{S} } } } left [1+ { {1} over { sqrt {1+ ( 2ωC/W ) rSup { size 8{2} } } } } right ]} {}.

Điều kiện này sẽ được đáp ứng nếu chọn:

C < CS ,  kiFi < WS và G < 1Cp size 12{ { {1} over {C rSub { size 8{p} } } } } {}(WS -  kiFi). = GS,

với WS là nghiệm của phương trình WS = P2TS1+11+(2ωC/WS)2 size 12{ { {P} over {2T rSub { size 8{S} } } } left [1+ { {1} over { sqrt {1+ ( 2ωC/W rSub { size 8{S} } ) rSup { size 8{2} } } } } right ]} {}

Với panel 1 m2 đặt tại Đà nẵng, thì CS = 167 kJ/K, WSđ = 11,8 W/K, Ws=11,5W/K,

GS = 1Cp size 12{ { {1} over {C rSub { size 8{p} } } } } {}(WS -  kiFi) = 0,0017 kg/s.

Công thức tính thời gian và lượng nước sôi:

Thời điểm đạt nhiệt độ sôi tS được xác định bởi phương trình t(S) = tS hay T(S) = tS-to = TS.

Giải phương trình T(S) = TS cho mỗi loại panel, sẽ thu được 2 nghiệm S1, và S2. Thời gian sôi sẽ là  = S2 - S1 và lượng nước sôi thu được là GS = GS. Các công thức tính S1,S2, S, GS sẽ đươc giới thiệu ở bảng 3.3.

Với panel ở trên , đã có C < CS ,  kiFi < WS , nếu chọn G =0,001kg/s <GS thì sẽ đạt được điều kiện sôi cả khi tĩnh và khi động, các quá trình sôi được mô tả ở hình 2.10.

Bảng 4.3. Các công thức nhiệt và các số liệu cho panel nước sôi1m2 có W < WS.

Thông sốđặc trưng
Panel tĩnh	Panel động
Công thức tính	Sốliệu	Công thức tính	Số liệu
Thời điểmbắt đầu sôi	s1= τn4π[π−artgb2ω+ size 12{ { {τ rSub { size 8{n} } } over {4π} } [ π - ital "artg" { {b} over {2ω} } +{}} {}+arsin(2bTS−a)b2+4ω2ab] size 12{+ ital "ar""sin" { { ( 2 ital "bT" rSub { size 8{S} } - a ) sqrt {b rSup { size 8{2} } +4ω rSup { size 8{2} } } } over { ital "ab"} } ] } {}	5,1h	đs1= τn2π[artgωb+ size 12{ { {τ rSub { size 8{n} } } over {2π} } [ ital "artg" { {ω} over {b} } +{}} {}+arsinTSb2+ω2a] size 12{+ ital "ar""sin" { {T rSub { size 8{S} } sqrt {b rSup { size 8{2} } +ω rSup { size 8{2} } } } over {a} } ] } {}	4,5h
Thời điểmkết thúc sôi	s2= τn4π[2π−artgb2ω− size 12{ { {τ rSub { size 8{n} } } over {4π} } [ 2π - ital "artg" { {b} over {2ω} } - {}} {}−arsin(2bTS−a)b2+4ω2ab] size 12{ - ital "ar""sin" { { ( 2 ital "bT" rSub { size 8{S} } - a ) sqrt {b rSup { size 8{2} } +4ω rSup { size 8{2} } } } over { ital "ab"} } ] } {}	9,2h	đs2= τn2π[π+artgωb− size 12{ { {τ rSub { size 8{n} } } over {2π} } [ π+ ital "artg" { {ω} over {b} } - {}} {}−arsinTSb2+ω2a] size 12{ - ital "ar""sin" { {T rSub { size 8{S} } sqrt {b rSup { size 8{2} } +ω rSup { size 8{2} } } } over {a} } ] } {}	10,1h
Thời gian sôi	s= τn4π[π− size 12{ { {τ rSub { size 8{n} } } over {4π} } [ π - {}} {}−2arsin(2bTS−a)b2+4ω2ab] size 12{ - 2 ital "ar""sin" { { ( 2 ital "bT" rSub { size 8{S} } - a ) sqrt {b rSup { size 8{2} } +4ω rSup { size 8{2} } } } over { ital "ab"} } ] } {}	4,1h	đs= τn2π[π− size 12{ { {τ rSub { size 8{n} } } over {2π} } [ π - {}} {}−2arsinTSb2+ω2a] size 12{ - 2 ital "ar""sin" { {T rSub { size 8{S} } sqrt {b rSup { size 8{2} } +ω rSup { size 8{2} } } } over {a} } ] } {}	5,6h
Lượng nước sôi	GS= Gτn4π[π− size 12{ { {Gτ rSub { size 8{n} } } over {4π} } [ π - {}} {}−2arsin(2bTS−a)b2+4ω2ab] size 12{ - 2 ital "ar""sin" { { ( 2 ital "bT" rSub { size 8{S} } - a ) sqrt {b rSup { size 8{2} } +4ω rSup { size 8{2} } } } over { ital "ab"} } ] } {}	14,8kg	Gđs= Gτn2π[π− size 12{ { {Gτ rSub { size 8{n} } } over {2π} } [ π - {}} {}−2arsinTSb2+ω2a] size 12{ - 2 ital "ar""sin" { {T rSub { size 8{S} } sqrt {b rSup { size 8{2} } +ω rSup { size 8{2} } } } over {a} } ] } {}	20kg
Hiệu suất panel	 = πGCpTsΔτsEnF1τn size 12{ { {π ital "GC" rSub { size 8{p} } T rSub { size 8{s} } Δτ rSub { size 8{s} } } over { ital "EnF" rSub { size 8{1} } τ rSub { size 8{n} } } } } {}	26%	đ= πGCpTsΔτâsEnF1τn size 12{ { {π ital "GC" rSub { size 8{p} } T rSub { size 8{s} } Δτ rSub { size 8{ ital "âs"} } } over { ital "EnF" rSub { size 8{1} } τ rSub { size 8{n} } } } } {}	36%

Hình 4.10. Hàm nhiệt độ tĩnh t() và động tđ() của panel nước sôi1m2 có W<WS

Các hàm phân bố lập được đã mô tả tương đối đầy đủ và chính xác sự phụ thuộc của nhiệt độ chất lỏng vào thời gian và hầu hết các thông số của panel. Nó cho phép suy ra các công thức tính nhiệt và các điều kiện cần phải đáp ứng khi muốn tăng nhiệt độ hoặc làm sôi chất lỏng trong panel.

Các công thức đưa ra có thể dùng khi tính thiết kế hoặc kiểm tra panel để gia nhiệt hay đun sôi các chất lỏng khác nhau, ở vĩ độ tùy ý, ứng với các giá trị thích hợp của các thông số  , Cp , tS và En , to.

Bộ thu đặt nằm ngang

Hình 4.11. Cấu tạo loại module bộ thu đặt nằm ngang Module bộ thu nằm ngang có cấu tạo như hình 4.11, gồm một ống hấp thụ sơn màu đen có chất lỏng chuyển động bên trong, bên ngoài là hai ống thuỷ tinh lồng vào nhau, giữa hai ống thuỷ tinh là lớp không khí hoặc được hút chân không. Tất cả hệ ống hấp thụ và ống thuỷ tinh được đặt trên máng parabol trụ, phương trình biên dạng của parabol trụ là:

y = x 2 4p size 12{y= { {x rSup { size 8{2} } } over {4p} } } {}

Trong đó: p là khoảng cách đường tiêu điểm đến đáy parabol.

Theo cách bố trí trên dễ dàng thấy rằng tất cả thành phần vuông góc của tia bức xạ mặt trời sau khi đến gương parabol thì phản xạ đến tâm của ống hấp thụ.

Vấn đề là cần xác định các thông số kích thước các bộ phận của module bộ thu và mối quan hệ giữa các thông số sao cho bộ thu có hiệu quả nhất về mặt hấp thụ nhiệt và về mặt kinh tế.

Các thông số bộ thu và cơ sở tính toán

Khảo sát một bộ thu năng lượng mặt trời (module) kiểu ống có gương parabol trụ như hình 4.12.

Hình 4.12. Kết cấu bộ thu dạng ống có gương phản xạ parabol trụ đặtcố định loại đặt nằm ngangđặt cố định nằm ngangBộ thu gồm một ống đồng ở giữa có đường kính d dày o, khối lượng riêng o nhiệt dung riêng Co, hai bên ống có hàn thêm 2 cánh đồng phẳng có chiều dày c, chiều rộng cánh là Wc, hệ số dẫn nhiệt c và hiệu suất cánh fc, làm nhiệm vụ hấp thụ năng lượng mặt trời với, hệ ống- cánh được sơn phủ một lớp sơn đen và có độ đen , bên trong ống chứa chất lỏng có khối lượng tĩnh m, lưu lượng G[kg/s] nhiệt dung riêng CP chảy liên tục qua bộ thu. Xung quanh ống được bọc 2 ống thủy tinh có đường kính d1, d2, dày k1, k2 có hệ số dẫn nhiệt, hệ số bức xạ và hệ số truyền qua lần lượt là k1, k2, 1, 2, D1, D2 làm nhiệm vụ “lồng kính” và cách nhiệt. Giữa các ống thủy tinh và ống đồng là các lớp không khí có hệ số dẫn nhiệt là kk hai đầu được đệm kính bằng hai nút cao su dày d có đường kính dd và hệ số dẫn nhiệt d. Hệ số tỏa nhiệt từ ống thủy tinh ngoài đến không khí có nhiệt độ to là . Phía dưới hệ ống có mặt phản xạ dạng parabol trụ với hệ số phản xạ R với diện tích thu nắng Fo= N.L. Bộ thu được đặt sao cho mặt phản xạ của parabol hướng về phía mặt trời (trục của hệ ống song song với mặt phẳng quỹ đạo của mặt trời).

Cường độ bức xạ mặt trời tới mặt kính tại thời điểm  là E() = Ensin(), với () = . là góc nghiêng của tia nắng với mặt kính, = 2/n và n = 24 x 3600s là tốc độ góc và chu kỳ tự quay của trái đất, En là cường độ bức xạ cực đại trong ngày, lấy bằng trị trung bình trong năm tại vĩ độ đang xét En = 1365∑Eni size 12{ { {1} over {"365"} } Sum {E rSub { size 8{ ital "ni"} } } } {}. Lúc mặt trời mọc = 0, nhiệt độ đầu của bộ thu và chất lỏng bằng nhiệt độ to của không khí môi trường xung quanh.

Phương trình vi phân cân bằng nhiệt của bộ thu

Ta giả thiết rằng tại mỗi thời điểm , xem nhiệt độ chất lỏng và ống hấp thụ đồng nhất và bằng t(). Xét cân bằng nhiệt cho hệ bộ thu trong khoảng thời gian d kể từ thời điểm . Mặt bộ thu hấp thụ từ mặt trời 1 lượng nhiệt bằng Q1:

Q1 = .Ensin .FD .sin.d, [J]. (4.8)

Với FD = D1D2.F1 + fc.D1 D2.F2 + R.D11D23.F3 + R.D1D2.F4, (4.9)

trong đó: F1= L.d , F2= L.2.Wc , F3= L(d2 - d1), F4= L(N - d2) (xem khe hở giữa cánh và ống kính trong là bằng 0).

Lượng nhiệt nhận được của bộ thu Q1 dùng để:

- Làm tăng nội năng của ống hấp thụ dU = (mo.Co + mc.Cc) dt

- Làm tăng entanpy lượng nước tĩnh dIm = m.CPdt

- Làm tăng entanpy dòng chất lỏng dIG = G.CP(t - to) d

- Truyền nhiệt ra ngoài không khí Q2 = Ktt .L(t - to)d

trong đó: khối lượng ống hấp thụ mo= d.L.o.o, [kg],

khối lượng cánh mc= 2LWc.c.c , [kg]

khối lượng nước tĩnh m = π4 size 12{ { {π} over {4} } } {}d2.L. [kg],

hệ số tổn thất nhiệt tổng Ktt = [KL + KLbx + nKd.Fd], [W/mK]

n- số nút đệm trên 1m chiều dài bộ thu, [m]-1

hệ số truyền nhiệt qua nút đệm Kd = δdλd+1α−1 size 12{ left ( { {δ rSub { size 8{d} } } over {λ rSub { size 8{d} } } } + { {1} over {α} } right ) rSup { size 8{ - 1} } } {}, [W/m2K]

hệ số truyền nhiệt bằng đối lưu và dẫn nhiệt KL=. 1α.d2+∑i=1412λi.lndi+1di−1 size 12{ left [ { {1} over {α "." d rSub { size 8{2} } } } + Sum cSub { size 8{i=1} } cSup { size 8{4} } { { {1} over {2λ rSub { size 8{i} } } } "." "ln" { {d rSub { size 8{i+1} } } over {d rSub { size 8{i} } } } } right ] rSup { size 8{ - 1} } } {}, [W/mK]

hệ số truyền nhiệt bằng bức xạ KLbx= ..qd.(Ttb+To)(Ttb2+To2), [W/mK]

với qd = 1εd+1d21ε2−1+1d12ε1−1−1 size 12{ left [ { {1} over {εd} } + { {1} over {d rSub { size 8{2} } } } left ( { {1} over {ε rSub { size 8{2} } } } - 1 right )+ { {1} over {d rSub { size 8{1} } } } left ( { {2} over {ε rSub { size 8{1} } } } - 1 right ) right ] rSup { size 8{ - 1} } } {},  = 5.67.10-8 W/mK4

Ttb = 273 + ttb,nhiệt độ tuyệt đối trung bình tính toán của môi chất trong bộ thu, [K]

Vậy ta có phương trình cân bằng nhiệt cho bộ thu:

Q1 = dU + dIm + dIG + Q2 (4.10)

thì phương trình cân bằng nhiệt (4.2) có thể viết dưới dạng:

.En.FD.sin2.d = (mo.Co+m.CP+mc.Cc)dt+(GCP+KttL)(t - to)d. (4.11)

Biến đổi bằng cách thay T() = t() - to và đặt:

a = ε.FD.Enmo.Co+mCP+mcCc=PC size 12{ { {ε "." F rSub { size 8{D} } "." E rSub { size 8{n} } } over {m"" lSub { size 8{o} } "." C"" lSub { size 8{o} } + ital "mC" rSub { size 8{P} } +m rSub { size 8{c} } C rSub { size 8{c} } } } = { {P} over {C} } } {} , [K/s] (4.12a)

b = GCP+Ktt.Lmo.Co+mCP+mcCc=WC size 12{ { { ital "GC" rSub { size 8{P} } +K rSub { size 8{ ital "tt"} } "." L} over {m"" lSub { size 8{o} } "." C"" lSub { size 8{o} } + ital "mC" rSub { size 8{P} } +m rSub { size 8{c} } C rSub { size 8{c} } } } = { {W} over {C} } } {} [1/s] (4.12b)

thì phương trình cân bằng nhiệt cho bộ thu là:

T’() + b.T() = a.sin2() Với điều kiện đầu T(0) = 0 (4.13)

(4.14)

Giải hệ phương trình 4.13, 4.14 tương tự như ở mục trên ta tìm được hàm phân bố nhiệt độ chất lỏng trong bộ thu là:

T() = a2b size 12{ { {a} over {2b} } } {}[1- bb2+4ω2 size 12{ { {b} over { sqrt {b rSup { size 8{2} } +4ω rSup { size 8{2} } } } } } {}sin(2 + artg b2ω size 12{ { {b} over {2ω} } } {} ) - e−bτ1+(b/2ω)2 size 12{ { {e rSup { size 8{ - bτ} } } over {1+ ( b/2ω ) rSup { size 8{2} } } } } {}] (4.15)

Trong đó a và b được xác định theo công thức 4.12a và 4.12b

Công thức tính toán bộ thu

Từ hàm phân bố (4.15) ta dễ dàng lập được các công thức tính các thông số kỹ thuật đặc trưng cho bộ thu như bảng 4.4:

Bảng 4.4. Các thông số đặc trưng của bộ thu nằm ngang

Thông số đặc trưng	Công thức tính toán
Độ gia nhiệt lớn nhấtTm	Tm = a2b(1+ab2+4ω2) size 12{ { {a} over {2b} } ( 1+ { {a} over { sqrt {b rSup { size 8{2} } +4ω rSup { size 8{2} } } } } ) } {} [oC]
Nhiệt độ cực đại thu đượctm	tm= to+ a2b(1+bb2+4ω2 size 12{ { {a} over {2b} } ( 1+ { {b} over { sqrt {b rSup { size 8{2} } +4ω rSup { size 8{2} } } } } } {}) [oC]
Thời điểm đạt nhiệt độ cực đại m	m=n 38−14πartgb2ω size 12{ left ( { {3} over {8} } - { {1} over {4π} } ital "artg" { {b} over {2ω} } right )} {} [s]
Sản lượng nhiệt trong 1 ngàyQ	Q = aτn4b size 12{ { {aτ rSub { size 8{n} } } over {4b} } } {}GCP [J]
Nhiệt độ trung bìnhttb	ttb = to + a2b size 12{ { {a} over {2b} } } {} [oC]
Công suất hữu ích trung bìnhPtb	Ptb = a2b size 12{ { {a} over {2b} } } {}GCP [W]
Sản lượng nước nóngM	M = τn2G size 12{ { {τ rSub { size 8{n} } } over {2} } G} {}, [kg]
Hiệu suất nhiệt bộ thu	 = QtbE.¯Fo size 12{ { {Q rSub { size 8{ ital "tb"} } } over { {overline {E "." }} F rSub { size 8{o} } } } } {}= Qtb2τn∫0τn/2Ensin(2πττn)dτ.Fo size 12{ { {Q rSub { size 8{ ital "tb"} } } over { { {2} over {τ rSub { size 8{n} } } } Int rSub { size 8{0} } rSup { size 8{τ rSub { size 6{n} } /2} } {E rSub { size 8{n} } "sin" ( 2π { {τ} over {τ rSub { size 8{n} } } } ) dτ "." } F rSub {o} } } } {}= πaGCp4bEn.Fo size 12{ { {π ital "aGC" rSub { size 8{p} } } over {4 ital "bE" rSub { size 8{n} } "." F rSub { size 8{o} } } } } {}

Bộ thu có gương phản xạ loại này có cấu tạo đơn giản, dễ chế tạo và lắp đặt nhưng trong hệ thống cần có thêm một bơm tuần hoàn môi chất, nên chưa thích hợp cho việc lắp đặt sử dụng ở các vùng sâu vùng xa không có điện lưới.

Hình 4.13. Cấu tạo loại module bộ thu đặt nghiêngBộ thu đặt nghiêng

Cấu tạo module bộ thu đặt nghiêng

Module bộ thu đặt nghiêng có cấu tạo như hình 3.8, gồm một ống hấp thụ sơn màu đen có chất lỏng chuyển động bên trong, 2 bên và mặt dưới ống có hàn 3 cánh nhận nhiệt, bên ngoài là hai ống thuỷ tinh lồng vào nhau, giữa hai ống thủy tinh là lớp không khí hoặc được hút chân không. Tất cả hệ ống hấp thụ và ống thủy tinh được đặt giữa hai máng trụ trái và phải, vị trí tương đối của hệ thống ống- gương phản xạ được miêu tả như trên hình 4.13. Biên dạng của máng trụ được dựng bởi 2 cung tròn tâm O1 và O2 ở hai đầu mút cánh trái và phải, bán kính các cung tròn là (r+W) 2 size 12{ sqrt {2} } {} trong đó r là bán kính ống hấp thụ còn W là chiều rộng của cánh, tức là các cung tròn này đi qua đầu mút của cánh dưới (hình 4.13). Với cấu tạo như vậy thì tất cả các tia bức xạ mặt trời trong ngày chiếu đến mặt hứng của bộ thu đều được ống hấp thụ và cánh nhận nhiệt nhận được. Trên hình 4.14 và hình 4.15 biểu diễn quá trình truyền của tia bức xạ vuông góc và xiên góc bất kỳ, các tia bức xạ xiên góc khác cũng có đường truyền tương tự.

Hình 4.15. Quá trình truyền của các tia nắng xiên gócHình 4.14. Quá trình truyền của các tia nắng vuông góc Đối với loại bộ thu này gương phản xạ có dạng máng trụ kép nó có tác dụng phản xạ bức xạ mặt trời đến bề mặt hấp thụ giống như parabol trụ trong phần 4.2.2.1 nên thường được gọi chung là gương phản xạ dạng parabol trụ.

Các thông số bộ thu và cơ sở tính toán

Khảo sát một bộ thu năng lượng mặt trời (module) kiểu ống có gương parabol trụ như sau:

Hình 4.16. Kết cấu bộ thu dạng ống có gương phản xạ parabol trụloại đặt nghiêngđặt cố định nằm dọcBộ thu gồm một ống đồng ở giữa có đường kính d dày o, khối lượng riêng o nhiệt dung riêng Co, hai bên và bên dưới ống có hàn thêm 3 cánh đồng phẳng có chiều dày c , chiều rộng cánh là Wc, hệ số dẫn nhiệt c và hiệu suất cánh fc làm nhiệm vụ hấp thụ năng lượng mặt trời, hệ ống- cánh được sơn phủ một lớp sơn đen và có độ đen , bên trong ống chứa chất lỏng, có khối lượng tĩnh m, lưu lượng G[kg/s] nhiệt dung riêng CP chảy liên tục qua bộ thu. Xung quanh ống được bọc 2 ống thủy tinh có đường kính d1, d2, dày k1, k2 có hệ số dẫn nhiệt, hệ số bức xạ và hệ số truyền qua lần lượt là k1, k2, 1, 2, D1, D2 làm nhiệm vụ “lồng kính” và cách nhiệt. Giữa các ống thủy tinh và ống đồng là các lớp không khí có hệ số dẫn nhiệt là kk hai đầu được đệm kính bằng hai nút cao su dày d có đường kính dd và hệ số dẫn nhiệt d. Hệ số tỏa nhiệt từ ống thủy tinh ngoài đến không khí có nhiệt độ to là . Phía dưới hệ ống có mặt phản xạ dạng parbol trụ với hệ số phản xạ R với diện tích thu nắng Fo = N.L. Bộ thu được đặt sao cho mặt phản xạ của parabol hướng về phía mặt trời (trục của hệ ống vuông góc với mặt phẳng quỹ đạo của mặt trời).

Cường độ bức xạ mặt trời tới mặt kính tại thời điểm  là E() = Ensin(), với () = . là góc nghiêng của tia nắng với mặt kính,  = 2/n và n = 24 x 3600s là tốc độ góc và chu kỳ tự quay của trái đất, En là cường độ bức xạ cực đại trong ngày, lấy bằng trị trung bình trong năm tại vĩ độ đang xét En = 1365∑Eni size 12{ { {1} over {"365"} } Sum {E rSub { size 8{ ital "ni"} } } } {}. Lúc mặt trời mọc  = 0, nhiệt độ đầu của bộ thu và chất lỏng bằng nhiệt độ to của không khí môi trường xung quanh.

Phương trình vi phân cân bằng nhiệt của bộ thu

Ta giả thiết rằng tại mỗi thời điểm , xem nhiệt độ chất lỏng và ống hấp thụ đồng nhất và bằng t(). Xét cân bằng nhiệt cho hệ bộ thu trong khoảng thời gian d kể từ thời điểm . Mặt module bộ thu hấp thụ từ mặt trời 1 lượng nhiệt bằng Q1:

Q1 = .Ensin .FD.sin.d, [J]. (4.16)

Với FD = D1D2.F1 + fc.D1 D2.F2 + R. fc.D1D23.F3 + R. fc.D1D2.F4, (4.17)

trong đó: F1= L.d , F2= 2L.Wc , F3= L(d2 - d1), F4= L(N - d2). Ở đây ta giả thiết rằng tất cả các tia bức xạ mặt trời chiếu đến mặt bộ thu trên diện tích F4 sau khi phản xạ từ gương trụ đựơc truyền đến cánh hấp thụ.

Lượng nhiệt nhận được của module bộ thu Q1 dùng để:

- Làm tăng nội năng của ống hấp thụ-cánh dU = (mo.Co + mc.Cc)dt

- Làm tăng entanpy lượng nước tĩnh dIm = m.CPdt

- Làm tăng entanpy dòng chất lỏng dIG = Gd.CP(t - to)

- Truyền nhiệt ra ngoài không khí Q2 = Ktt.L(t - to)d

trong đó: mo= Ld.o.o , [kg]

mc= 3LWc.c.c , [kg],

m = π4 size 12{ { {π} over {4} } } {}d2.L. [kg],

Ktt = [KL + KLbx + nKd.Fd], [W/mK]

n- số nút đệm trên 1m chiều dài bộ thu, [m]-1 Kd = δdλd+1α−1 size 12{ left ( { {δ rSub { size 8{d} } } over {λ rSub { size 8{d} } } } + { {1} over {α} } right ) rSup { size 8{ - 1} } } {} , [W/m2K]

hệ số truyền nhệt bằng đối lưu và dẫn nhiệt KL=. 1α.d2+∑i=1412λi.lndi+1di−1 size 12{ left [ { {1} over {α "." d rSub { size 8{2} } } } + Sum cSub { size 8{i=1} } cSup { size 8{4} } { { {1} over {2λ rSub { size 8{i} } } } "." "ln" { {d rSub { size 8{i+1} } } over {d rSub { size 8{i} } } } } right ] rSup { size 8{ - 1} } } {}, [W/mK]

hệ số truyền nhiệt bằng bức xạ KLbx= ..qd.(Ttb+To)(Ttb2+To2), [W/mK]

với qd = 1εd+1d21ε2−1+1d12ε1−1−1 size 12{ left [ { {1} over {εd} } + { {1} over {d rSub { size 8{2} } } } left ( { {1} over {ε rSub { size 8{2} } } } - 1 right )+ { {1} over {d rSub { size 8{1} } } } left ( { {2} over {ε rSub { size 8{1} } } } - 1 right ) right ] rSup { size 8{ - 1} } } {},  = 5.67.10-8 W/mK4

Ttb = 273 + ttb,nhiệt độ tuyệt đối trung bình tính toán của môi chất trong bộ thu, [K]

Vậy ta có phương trình cân bằng nhiệt cho bộ thu:

Q1 = dU + dIm + dIG + Q2 (4.18)

Hay có thể viết dưới dạng:

.En.FD.sin2.d = (mo.Co+m.CP+mc.Cc)dt +(GCP+ Ktt.L)(t - to)d (4.19)

Biến đổi bằng cách thay T() = t() - to và đặt:

a = ε.FD.Enmo.Co+mCP+mcCc=PC size 12{ { {ε "." F rSub { size 8{D} } "." E rSub { size 8{n} } } over {m"" lSub { size 8{o} } "." C"" lSub { size 8{o} } + ital "mC" rSub { size 8{P} } +m rSub { size 8{c} } C rSub { size 8{c} } } } = { {P} over {C} } } {} , [K/s] (4.20a)

b = GCP+Ktt.Lmo.Co+mCP+mcCc=WC size 12{ { { ital "GC" rSub { size 8{P} } +K rSub { size 8{ ital "tt"} } "." L} over {m"" lSub { size 8{o} } "." C"" lSub { size 8{o} } + ital "mC" rSub { size 8{P} } +m rSub { size 8{c} } C rSub { size 8{c} } } } = { {W} over {C} } } {} [1/s] (4.20b)

thì phương trình cân bằng nhiệt cho bộ thu là:

T’() + b.T() = a.sin2() (4.21)Với điều kiện đầu T(0) = 0 (4.22)

Giải hệ phương trình 4.21, 4.22 tương tự như ở mục trên ta tìm được hàm phân bố nhiệt độ chất lỏng trong bộ thu là:

T() = a2b size 12{ { {a} over {2b} } } {}[1- bb2+4ω2 size 12{ { {b} over { sqrt {b rSup { size 8{2} } +4ω rSup { size 8{2} } } } } } {}sin(2 + artg b2ω size 12{ { {b} over {2ω} } } {} ) - e−bτ1+(b/2ω)2 size 12{ { {e rSup { size 8{ - bτ} } } over {1+ ( b/2ω ) rSup { size 8{2} } } } } {}] (4.23)

Trong đó a và b được xác định theo công thức 4.20a và 4.20b

Công thức tính toán bộ thu

Từ hàm phân bố (4.23) ta dễ dàng lập được các công thức tính các thông số kỹ thuật đặc trưng cho bộ thu như bảng 4.5.

Bảng 3.5. Các thông số đặc trưng của bộ thu đặt nghiêng

Thông số đặc trưng	Công thức tính toán
Độ gia nhiệt lớn nhấtTm	Tm = a2b(1+ab2+4ω2) size 12{ { {a} over {2b} } ( 1+ { {a} over { sqrt {b rSup { size 8{2} } +4ω rSup { size 8{2} } } } } ) } {} [oC]
Nhiệt độ cực đại thu đượctm	tm= to+ a2b(1+ Bình luận về bài viết này Chia sẻ tin đăng đến bạn bè Lưu tin Gửi Messenger Copy link Trần Bảo Ngọc 227 chủ đề 44292 bài viết Có thể bạn quan tâm 1 Tài nguyên sinh học 2 Số siêu việt 3 Chức năng và nhiệm vụ của đại diện bán hàng 4 Mối quan hệ giữa Chất lượng sản phẩm với các yếu tố khác của sản xuất kinh doanh 5 Điện thế kế điện trở 6 Giải quyết tranh chấp trong kinh doanh 7 Vua Lê Anh Tông 8 Đặc điểm hoạt động sản xuất kinh doanh của doanh nghiệp xây lắp 9 phép biến đổi từ cửa sổ đến vùng quan sát 10 Nguyễn Trãi - nhà văn chính luận kiệt xuất 0 Các chủ đề đang được quan tâm chọn dòng tế bào xôma biến dị | vai trò của công nghệ tế bào | vi du ve cong nghe te bao | một số thành tựu về công nghệ tế bào | trắc nghiệm công nghệ tế bào | Zaidap | Cho thuê phòng trọ hà nội | Cho thuê phòng trọ bình thạnh | Cho thuê phòng trọ | Cho thuê nhà trọ Đăng ký Đăng ký nhận thông báo Các bài học hay sẽ được gửi đến inbox của bạn HỖ TRỢ HỌC VIÊN Các câu hỏi thường gặp Điều khoản sử dụng Chính sách và quy định Chính sách bảo mật thanh toán Hỗ trợ học viên: hotro@zaidap.com Báo lỗi bảo mật: security@zaidap.com VỀ ZAIDAP Giới thiệu Zaidap Cơ hội nghề nghiệp Liên hệ với chúng tôi HỢP TÁC VÀ LIÊN KẾT Đăng ký giảng viên Giải pháp e-learning Chương trình đại lý Chương trình Affiliate KẾT NỐI VỚI CHÚNG TÔI TẢI ỨNG DỤNG TRÊN ĐIỆN THOẠI Zaidap.com - Giải đáp mọi thắc mắc, mọi câu hỏi © Copy right 2018 - 2025