Nội dung

ngaìy, láúy bàòng trë trung bçnh trong nàm taûi vé âäü âang xeït. Luïc màût tråìi moüc τ = 0, nhiãût âäü âáöu cuía panel vaì cháút loíng bàòng nhiãût âäü to cuía khäng khê ngoaìi tråìi. Cáön tçm haìm phán bäú nhiãût âäü cháút loíng trong panel theo thåìi gian τ vaì táút caí caïc thäng säú âaî cho: t = t (τ, abδδt, mo.Co, m.Cp, ε D F1 , G, δc, δk , δK, λc, λk, λK , α, to , ω, En ). Caïc giaí thiãút khi nghiãn cæïu: - Panel âæåüc âàût cäú âënh trong mäùi ngaìy, sao cho màût thu F1 vuäng goïc våïi màût phàóng quyî âaûo traïi âáút. - Taûi mäùi thåìi âiãøm τ, coi nhiãût âäü cháút loíng vaì häüp thu âäöng nháút, bàòng t(τ). Láûp phæång trçnh vi phán cán bàòng nhiãût cho häüp thu: Khi panel âàût cäú âënh (ténh). Xeït cán bàòng nhiãût cho hãû gäöm cháút loíng vaì häüp kim loaûi, trong khoaíng thåìi gian dτ kãø tæì thåìi âiãøm τ. Màût F1 háúp thuû tæì màût tråìi 1 læåüng nhiãût bàòng: δQ1 = ε1DEnsinωτ. F1.sinωτ.dτ, [J]. D, δΚ , λΚ τωn to 1,3α D ϕ(τ) E(τ) ϕo ε1 F1= ab GCP to δκ , λκ α δ , m , Cp t m o , C o, abδ α δc , λ c to Hçnh4.8. 1: Mä baìitênh toaïntoaï panel läöìngphàó kênh Hçnh Mä taí hçnh n bäü thu ng Læåüng nhiãût δQ1 âæåüc phán ra caïc thaình pháön âãø: - Laìm tàng näüi nàng voí häüp dU = mo.Codt, - Laìm tàng entanpy læåüng næåïc ténh dIm = m.Cpdt , - Laìm tàng entanpy doìng næåïc dIG = Gdτ Cp (t - to) , - Truyãön nhiãût ra khäng khê ngoaìi tråìi qua âaïy F3 = ab vaì caïc màût bãn −1 ⎛δc 1 ⎞ F2 = 2δ(a+b) våïi hãû säú truyãön nhiãût k3 = k2 = ⎜⎜ + ⎟⎟ , qua màût thu ⎝ λc α ⎠ ⎛δ δ 1 ⎞ ⎟⎟ F1= ab våïi k1 = ⎜⎜ k + K + λ λ 1 , 3 α K ⎠ ⎝ k −1 54 Váûy coï täøng læåüng nhiãût bàòng δQ2 = (k1F1 + k2F2 + k3F3) (t - to) dτ ; Do âoï, phæång trçnh cán bàòng nhiãût: δQ1 = dU + dIm + dIG + δQ2 seî coï daûng: ε1DEt Ft sin2 ϕ(τ) dτ = dt ∑miCi + (GCp + ∑ ki Fi) (t - to) dτ. εDE n F1 P = , [K/s], Sau pheïp âäøi biãún T(τ) = t(τ) - to vaì âàût a = b= GC p + ∑ k i Fi ∑m C i ∑m C i = i i C W , [s-1] thç phæång trçnh cán bàòng nhiãût cho panel ténh laì: C (4.1) T’(τ) + bT(τ) = a sin2(ωτ) våïi âiãöu kiãûn âáöu T(0) = 0 (4.2) Khi panel âäüng âæåüc quay âãø diãûn têch hæïng nàõng luän bàòng F1, thç màût F1 háúp thuû âæåüc: δQ1 = ε1DEnsinωτ. F1.dτ, [J]. Do âoï, tæång tæû nhæ trãn, phæång trçnh cán bàòng nhiãût cho panel âäüng coï daûng: T’(τ) + bT(τ) = a sin(ωτ) (4.3) våïi âiãöu kiãûn âáöu T(0) = 0 (4.4) Xaïc âënh haìm phán bäú nhiãût âäü: Haìm nhiãût âäü trong panel ténh seî âæåüc tçm åí daûng T(τ) = A(τ) e-bτ. Theo phæång trçnh (3.1) ta coï: A (τ) = a∫ ebτ sin2ωτ.dτ = bτ våïi: I = ∫ cos2ωτ .de tæïc laì: I = a bτ a ∫ e (1- cos2ωτ)dτ = ( ebτ - I ) 2 2b 2 e bτ ⎛ 2ω ⎞ = (2ω sin 2ωτ + b cos 2ωτ ) − ⎜ ⎟ I b ⎝ b ⎠ be bτ [2ωsin2ωτ + bcos 2ωτ] + C1 4ω 2 + b 2 Hàòng säú C1 âæåüc xaïc âënh theo âiãöu kiãûn âáöu T(0) = 0 hay A(0) = 0, tæïc laì C1 = 1 . Do âoï, haìm phán bäú nhiãût âäü cháút loíng trong panel ténh coï daûng: 1 + (b / 2ω ) 2 b e − bτ a [1- 2 (2ωsin2ωτ + bcos2ωτ) ] T(τ) = 2b 4ω + b 2 1 + (b / 2ω ) 2 Nãúu duìng pheïp biãún âäøi (Asinx + Bcosx) = (4.5) A 2 + B 2 sin (x + artg B ) thç A haìm (3.5) seî coï daûng: T(τ) = b b e − bτ a [1sin(2ωτ + artg )] 2b 2ω 1 + (b / 2ω ) 2 b 2 + 4ω 2 (3.6) Säú haûng cuäúi cuía täøng coï giaï trë nhoí hån 1 vaì giaím ráút nhanh, nãn khi τ >1h coï thãø boí qua. Haìm nhiãût âäü trong panel âäüng laì nghiãûm cuía hãû phæång trçnh (4.3), (4.4), âæåüc tçm nhæ caïch trãn, seî coï daûng: 55 a Tâ(τ) = b 1 + (ω / b) 2 [sin(ωτ + artg ω b )- e − bτ 1 + (b / ω ) 2 ] (4.7) Säú haûng sau cuía täøng luän nhoí hån 1 vaì giaím khaï nhanh, nãn khi τ >2h coï thãø boí qua. Caïc haìm phán bäú (4.6) vaì (4.7) seî âæåüc mä taí åí hçnh 4.9 vaì hçnh 4.10. Láûp cäng thæïc tênh toaïn cho panel ténh vaì âäüng: Sæí duûng caïc haìm phán bäú (4.6) vaì (4.7) dãù daìng láûp âæåüc caïc cäng thæïc tênh caïc thäng säú kyî thuáût âàûc træng cho panel ténh vaì âäüng. b a (1+ ) 2 2 2b b + 4ω 3 1 b artg luïc τm = τn( − ). 8 4π 2ω a Panel ténh âaût nhiãût âäü cæûc âaûi Tm = Panel âäüng âaût nhiãût âäü cæûc âaûi Tâm = > Tm b 1 + (ω / b) 2 1 1 ω luïc τâm = τn( + artg ). 4 2π b Sau khi tênh nhiãût âäü trung bçnh trong 1 ngaìy nàõng cho mäùi panel theo cäng thæïc: Tn = 2 τn τn / 2 ∫ 0 T (τ )dτ , Vaì dãù daìng tçm âæåüc cäng suáút nhiãût hæîu êch trung bçnh Qn= GCpTn, [W], læåüng nhiãût thu âæåüc mäùi ngaìy Q = Hiãûu suáút nhiãût panel våïi E = 2 τn τn / 2 ∫ 0 η= E n sin 2π 1 τ n Qn , [J], .v.v. 2 Qn EF1 τ 2 dτ = E n . Caïc cäng thæïc cuû thãø cho caïc loaûi τn π panel âæåüc giåïi thiãûu åí baíng 4.2. Caïc säú liãûu tênh toaïn cho panel 1 m2 ténh vaì âäüng: Trong baíng 4.1 giåïi thiãûu caïc säú liãûu tênh toaïn cho máùu panel 1m2 våïi häüp thu kêch thæåïc abδ = 1 x 1 x 0,01 m3, âæåüc laìm bàòng theïp táúm daìy δt = 0,001m, Co= 460 J/kgK , màût thu F1 = 1m2 , âäü âen ε = 0,95, låïp khäng khê daìy δk = 0,01m, táúm kênh daìy δK = 0,005 m , λK = 0,8 W/mK , âäü trong D = 0,95, låïp caïch nhiãût bäng thuíy tinh daìy δC = 0,02 m, λC = 0,055W/mK, doìng næåïc qua panel coï G = 0,002 kg/s våïi nhiãût âäü to = 30oC. Cæåìng âäü bæïc xaû cæûc âaûi En, láúy trung bçnh trong nàm taûi Âaì nàông, åí vé âäü 16o bàõc, laì En = 56 1 E ni = 940 W/m2. ∑ 365 t o 100 C o 95,4 C o 94 C 80 t â(τ) o 72o C 64 C 60 t (τ) 40 30 o 45 C o 36 C 20 0 τm 6 8 10 12 12,9 τ 14 16 18h Hçnh 4.9. Haìm nhiãût âäü khi ténh t(τ) vaì khi âäüng tâ(τ) cuía panel 1m2 coï W > WS Baíng 4.1. Caïc säú liãûu tênh toaïn cho panel 1m2 Thäng säú tênh toaïn Hãû säú toía nhiãût ra khäng khê Hãû säú truyãön nhiãût lãn trãn Hãû säú truyãön nhiãût qua låïp caïch nhiãût Khäúi læåüng voí häüp thu Khäúi læåüng næåïc ténh Nhiãût dung häüp næåïc Doìng nhiãût dung qua häüp Cäng suáút háúp thuû max Täúc âäü gia nhiãût max Cäng thæïc tênh λ α = k C(GrPr)n Σδ i ⎛δ δ 1 ⎞ ⎟⎟ k1 = ⎜⎜ k + K + ⎝ λ k λ K 1,3α ⎠ ⎛δ 1⎞ k2 = ⎜⎜ C + ⎟⎟ ⎝ λC α ⎠ 57 P C Âån vë 8,5 W/m2K 2,2 W/m2K 2,1 W/m2K −1 −1 m0 = ρt δt (2F1 + 4 δ) m = ρ F1 (δ - 2 δt) C = m0Co + mCp W = GCP + ∑ki Fi P = ε D E n F1 a= Giaï trë 16 8 40752 12,7 853,8 0,021 kg kg J/K W/K W K/s Táön säú dao âäüng riãng cuía panel Täúc âäü goïc tia nàõng b= ω= W C 3,13.10-4 2π 7,27.10-5 rad.s-1 τn s-1 Baíng 4.2. Cäng thæïc chung tênh caïc thäng säú kyî thuáût âàûc træng vaì caïc säú liãûu cho panel næåïc noïng 1m2 coï W > WS. Thäng säú âàûc træng Âäü gia nhiãût max Nhiãût max Panel ténh Cäng thæïc tênh a a (1 + ) 2 2b b + 4ω 2 b âäü t =t + a (1 + ) m o 2b b 2 + 4ω 2 Tm = b ⎞ ⎛3 1 Thåìi âiãøm artg τm=τn ⎜ − ⎟ 2ω ⎠ ⎝ 8 4π âaût Tm 2aω 2 Nhiãût âäü tc = to + b(4ω 2 + b 2 ) cuäúi ngaìy a Âäü gia nhiãût Tn= 2b TB a Cäng suáút GCp Qn = 2b hæîu êch TB aτ Saín læåüng Q = n GCp 4b nhiãût 1 ngaìy τ Saín læåüng M = n G , tn = to + Tn 2 næåïc noïng πaGCp Hiãûu suáút η= 4bEnF1 nhiãût panel Panel âäüng Säú liãûu Cäng thæïc tênh Säú liãûu o a 64 C 65,4 oC Tâm = b 1 + (ω / b) 2 94 oC a Tâm = to+ b 1 + (ω / b) 2 ⎛1 ⎝4 6,8h τâm=τn ⎜ + 36 oC tâc = to + 34 oC Tân= ( aω ω + b2 ( Qân= GCp 12MJ Qâ=GCp 86kg åí 64oC 46% M= 2 ( ) ) 42 oC a ω 2 + 2b 2 πb ω 2 + b 2 ( ) ) τ n a (ω 2 + 2b 2 ) 2 πb(ω 2 + b 2 ) G , tân = to + Tân ( GC p a ω 2 + 2b 2 ( 2bEnF1 ω + b 2 6,9h 45 oC 2 280 W η= 1 ω⎞ artg ⎟ 2π b⎠ a ω 2 + 2b 2 πb ω 2 + b 2 τn 95,4 oC 2 ) ) 349 W 15MJ 86kg åí 72oC 58% Âiãöu kiãûn âãø cháút loíng säi trong panel: Âãø thu âæåüc næåïc säi coï nhiãût âäü ts cáön coï âiãöu kiãûn tm ≥ ts hay Tm ≥ ts - to = Ts. Âiãöu kiãûn säi trong panel âäüng laì: Tâm = P C b2 + ω 2 ≥ Ts hay 58 W b= ≤ C ⎛ P ⎜⎜ ⎝ CTs 2 ⎞ ⎟⎟ − ω 2 ⎠ Do âoï cáön choün C vaì W sao cho thoía maîn 2 âiãöu kiãûn: εDE n F1τ n P = = CS , C = ∑ m iC i ≤ ωTs 2π (t s − t o ) [J/K] 2 ⎛P⎞ W = GCp+ ∑ kiFi ≤ ⎜⎜ ⎟⎟ − (Cω ) 2 = ω C S2 − C 2 = WSâ , [W/K] ⎝ Ts ⎠ 1 (WSâ - ∑ kiFi). Âiãöu kiãûn thæï 2 seî âæåüc âaïp æïng nãúu ∑ kiFi < WSâ vaì choün G ≤ Cp Âiãöu kiãûn säi trong panel ténh laì: Tm = P ⎡ 1 a a ⎢1 + (1 + ) ≥ TS hay W ≤ 2 2 2b 2TS ⎢ b + 4ω 1 + (2ωC / W ) 2 ⎣ ⎤ ⎥. ⎥⎦ Âiãöu kiãûn naìy seî âæåüc âaïp æïng nãúu choün: C < CS , ∑ kiFi < WS vaì G < 1 (WS - ∑ kiFi). = GS, Cp våïi WS laì nghiãûm cuía phæång trçnh WS = P ⎡ 1 ⎢1 + 2TS ⎢ 1 + (2ωC / WS ) 2 ⎣ ⎤ ⎥ ⎥⎦ Våïi panel 1 m2 âàût taûi Âaì nàông, thç CS = 167 kJ/K, WSâ = 11,8 W/K, Ws=11,5W/K, GS = 1 (WS - ∑ kiFi) = 0,0017 kg/s. Cp Cäng thæïc tênh thåìi gian vaì læåüng næåïc säi: Thåìi âiãøm âaût nhiãût âäü säi tS âæåüc xaïc âënh båíi phæång trçnh t(τS) = tS hay T(τS) = tS-to = TS. Giaíi phæång trçnh T(τS) = TS cho mäùi loaûi panel, seî thu âæåüc 2 nghiãûm τS1, vaì τS2. Thåìi gian säi seî laì ∆τ = τS2 - τS1 vaì læåüng næåïc säi thu âæåüc laì GS = G∆τS. Caïc cäng thæïc tênh τS1,τS2, ∆τS, GS seî âæåc giåïi thiãûu åí baíng 3.3. Våïi panel åí trãn , âaî coï C < CS , ∑ kiFi < WS , nãúu choün G =0,001kg/s

This site is protected by reCAPTCHA and the Google Privacy Policy and Terms of Service apply.