Giáo trình hướng dẫn tìm hiểu về cấu tạo,nhiệt độ và áp suất của mặt trời cũng như những ảnh hưởng của nó đến các hành tinh phần 7 pdf

5 495 0
Giáo trình hướng dẫn tìm hiểu về cấu tạo,nhiệt độ và áp suất của mặt trời cũng như những ảnh hưởng của nó đến các hành tinh phần 7 pdf

Đang tải... (xem toàn văn)

Thông tin tài liệu

126 Mỗi loại chất khí chỉ phát bức xạ và hấp thụ bức xạ trong một số hữu hạn n khoảng bớc sóng i , ngoài các khoảng này, chất khí là vật trong tuyệt đối. Do đó quang phổ bức xạ hoặc hấp thụ của nó không liên tục, chỉ gồm một số vạch tơng ứng các khoảng i và cờng độ bức xạ toàn phần đợc tính theo .dEE n 1i 2i 1i i = = Quá trình phát bức xạ và hấp thụ bức xạ ra tại mọi nguyên tử hay phân tử chất khí cả bên trong thể tích V cũng nh trên bề mặt F. 11.5.2. Định luật Bouger và độ đen chất khí Định luật Bouger cho biết độ hấp thụ tia đơn sắc của 1 chất khí, đợc phát biểu nha sau: Khi tia đơn sắc E đia qua lớp khí dày dx có khối lợng riêng , sẽ bị chất khí hấp thụ một lợng bằng: dE = - k E dx, với k là hệ số phụ thuộc loại chất khí và bớc sóng . Nếu tích phân trên chiều dày khối khí x [0,1], định luật trên có dạng: 1 l 0 E E 2 1 == k 1 2 e E E haydxk E dE Nhờ định luật này tìm đợc hệ số hấp thụ đơn sắc (hay độ đen) theo: 1k 1 21 e1 E EE A = == nếu chất khí là khí lý tởng, thì: , RT p v 1 == khi đó: T)f(p1,e1A RT p1 k === Độ đen toàn phần của khối khí cũng phụ thuộc vào tích p1 và T, = f (p1,T) đợc xác định bằng thực nghiệm và cho trên đồ thị cho mỗi loại khí. 11.5.3. Tính bức xạ chất khí Các chất khí gồm 1 hoặc 2 nguyên tử có E rất nhỏ, thờng bỏ qua. Ngời ta thờng tính bức xạ của khí 3 nguyên tử trở lên, ví dụ CO 2 , hơi H 2 O hoặc sản phẩm cháy theo công thức của định luật Stefan Boltzmann; E = 0 T 4 127 Độ đen khối khí đợc tìm trên đồ thị theo = f (p1,T), trong đó 1 là chiều dày đặc trng cho khối khí, lấy bằng 1 = 3,6 F V với V là thể tích [m 3 ] và , F diện tích vỏ bọc [m 2 ] của khối khí. Nếu chất khí là sản phẩm cháy, là hỗn hợp chủ yếu gồm CO 2 và H 2 O, thì xác định độ đen theo K = + OHCO 22 cũng đợc cho trên đồ thị. 11.5.4. Tính TĐN bức xạ giữa khối nóng và mặt bao. Dòng nhiệt trao đổi bằng bắc xạ giữa sản phẩm cháy (hay khối nóng)với 1m 2 mặt vách có thể tích theo công thức: ]m/W[),TAT(q 2 4 WK 4 KK0WhdvK = > ; trong đó: K = + OHCO 22 )1( 2 1 WW += + = OH 65,0 W K COK 22 T T A T K và T W, [K], là nhiệt độ khối nóng và mặt vách. 11.6. bức xạ mặt trời 11.6.1 Nguồn bức xạ mặt trời Về mặt bức xạ nhiệt, mặt trời đợc coi nh một nguồn phát bức xạ hình cầu chứa hydro nguyên tử, có đờng kính D = 1,391.10 9 m độ đen 0 = 1 và nhiệt độ bề mặt T 0 = 5762K. Về phía tâm mặt trời, dới tác động của lựa hấp dẫn, áp suát hydro tăng dần từ (10 9 ữ.10 16 ) N/m 2 , khiến nhiệt độ của nó tăng dần từ T 0 đến 55.10 6 K. Vùng trung tâm mặt trời có nhiệt độ đủ cao để xảy ra phản ứng nhiệt hạch, biến hạt nhân hydro thành heli theo phơng trình: 4H 1 = He 4 + E, trong đó E là năng lợng đợc giải phỏng ra từ khối lợng bị hụt m = 4m H m He , đợc xác định bởi công thức Einstein E = m.C 2 = (4m H - m He )C 2 , với C = 3.10 8 m/s là vận tốc ánh sáng trong chân không. Mỗi kilogam hạt nhân H 1 chuyển thành He 4 thì m = 0,01 kg và giải phóng ra năng lợng E = 9.10 14 J. Đây là nguồn sinh ra năng lợng bức xạ của mặt trời. Năng lợng sinh ra do phản ứng tổng hợp hạt nhân trong lòng Mặt trời đợc chuyển ra bề mặt và bức xạ vào không gian dới dạng sóng điện từ với = (0 ữ )m. Phân bổ cờng độ bức xạ đơn sắc của mặt trời theo có dạng: ),1 T C /(expCE 0 2 5 10 = cực đại tại bớc sóng m = 2,898.10 -3 /T 0 = 0,5.10 -6 m. 128 Trên đồ thị ( - E 0 ), diện tích giữa đờng cong E 0 và trục sẽ mô tả cờng độ bức xạ toàn phần E 0 , cho thấy trong bức xạ Mặt trời phát ra có 98% E 0 ở vùng sóng ngắn < 3àm, 50% E 0 ở vùng ánh sáng khả kiến [0,4 ữ 0,8] àm. Các thông số đặc trng khác của bức xạ mặ trời tính theo T 0 , D sẽ là: 313 5 m 18 oOmaxO m/W10.35,8 10.61,2 )mT(EE = == 274 00O m/W10.25,6TE == .W10.8,3TDFEQ 264 oo 2 OO === Khối lợng Mặt trời hiện nay đo đợc là M = 2.10 30 kg. Nếu cho rằng công suất Q 0 nói trên đợc duy trì đến khi 10% nhiên liệu H đợc tiêu thụ, lúc đó đó khối lơng Mặt trời sẽ giản một lợng M = 10 -3 M = 2.10 27 kg thì tuổi thọ T còn lại của Mặt trời đợc xác định theo phơng trình cân bằng năng lợng: ,C.MTQ 2 o = sẽ bằng 918 26 2827 o 2 10.15s7,4 10.8,3 )10.3.(10.2 Q C.M T === = năm 11.6.2. Cân bằng nhiệt cho vật thu bức xạ mặt trời 11.6.2.1. Hằng số Mặt trời Cờng độ bức xạ mặt trời chiếu tới điểm M cách Mặt trời 1 khoảng l đợc tính theo công thức: 2 2 o l 4/D , E Et = = là số đo góc khối từ M nhìn tới Mặt trời, hay Et = [] .m/W, 21 D T 2 2 4 oo Nếu l bằng bán kính R của quỹ đạo trái đất (ttức khoảng cách từ trái đất đến mặt trời 1 = R = 1,495.10 11 m) thì: 129 2 2 11 9 48 m/W1353 10.495,1.2 10.392,1 5762.10.67,5Et = = Giá trị E t = 1353 W/m 2 có ý nghĩa rất lớn trong thiên văn học, đợc gọi là hằng số mặt trời. E t chính là cờng độ BXMT đến mặt ngoài khí quyển trái đất. 11.6.2.2. Cân bằng nhiệt cho vật thu BX ngoài khí quyển Phơng trình cân bằng nhiệt cho vật thu BXMT ngoài khí quyển, lúc ổn định sẽ có dạng: AEtFt = EF, trong đó: A là hệ số hấp thụ, F là diện tích xung quanh vật, Ft là diện tích hứng nắng, bằng hình chiếu của F theo hớng tia nắng hay diện tích cái bóng của V. Gọi và T là độ đen và nhiệt độ cân bằng (lúc ổn định) trên F, thì phơng trình trên có dạng: FTFt 21 D AT 4 2 4 o = Do đó nhiệt độ cân bằng của vạt hấp thụ BXMT là: ]K[, F AFt 21 D TT 4 1 2 1 o = Nếu V là vật xám hình cầu, thì: , 4 1 d 4/d F Ft 2 2 = = Nếu: ]K[, 1 D T 2 1 T 2 1 o = Nếu không kể ảnh hởng của khí quyển, nhiệt độ cân bằng của mặt đất là: 2 1 11 9 10.5,1 10.39,1 5762 = 2 1 T = 278K = 5 0 C Đây có thể coi là giá trị trung bình của nhiệt độ toàn cầu. 11.6.3. Bức xạ mặt trời đến trái đất Trái đất là hành tinh hình cầu, đờng kính d = 1,273.10 7 m , quay quanh Mặt trời theo quỹ đạo gần tròn, bán kính R = 1,495.10 11 m, với chu kỳ T N = 365,25 ngày, đồng thời quay quanh trục nghiêng trên mặt phẳng quỹ đạo 1 góc = 66 0 33 theo chu kì T n = 24h. trái đất đợc bao bọc bởi lớp khí quyển có áp suất giảm đần với chiều cao theo luật; RT gh 0 epp à = 130 Công suất bức xạ mặt trời chiếu tới trái đất là: ]W[,10.72,1)10.273,1( 4 .1353 4 d .FtEtFtQt 1727 2 = = == Qt bằng tổng công suất của 10 8 nhà máy thủy điện Hòa Bình ở nớc ta. Do đó mỗi năm trái đất nhân đợc năng lợng Q N = 5,4 . 10 24 J Khi tia bức xạ Et đến khí quyển, một phần nhỏ Et bị phản xạ, phần còn lại vào khí quyển bị hấp thụ và tán xạ bởi ozon O 3 , hơi nớc (mây), bụi trong khí quyển, trong suốt quảng đờng l, phần còn lại sau cùng đợc truyền tới mặt đất, gọi là tia trực xạ Et D . Nếu coi R = 0 thì Et D = (1 -A) Et. Trong đó A phụ thuộc vào l = H/sin, p, T của khí quyển, và vào các yếu tố khác của khí quyển nh mây, bụi vv. Hệ số hấp thụ A = F (, 1, p, T, thành phần, tính chất khí quyển) đợc đo đạc trực tiếp tại từng địa phơng và lấy trị trung bình theo mùa. Ngoài tia trực xạ, mỗi điểm M trên mặt đất còn đợc nhận thêm 1 dòng bức xạ tán xạ do khí quyển và các vật xung quanh truyền tới E T , [W/m 2 ], có trị số khoảng 60W/m 2 trong trời nắng. Nh vậy, dòng nhiệt bức xạ đến 1m 2 mặt thu nằm ngang trên đất sẽ bằng: Ed = Et(1 A)cos + E T , (W/m 2 ), với là góc tới của tia nắng. Phơng trình cân bằng nhiệt cho vật V trong khí quyển sẽ có dạng: ]J[,)tfFt(kF += VV t MCEdFt A . 1,391.10 9 m độ đen 0 = 1 và nhiệt độ bề mặt T 0 = 576 2K. Về phía tâm mặt trời, dới tác động của lựa hấp dẫn, áp suát hydro tăng dần từ (10 9 ữ.10 16 ) N/m 2 , khiến nhiệt độ của nó tăng dần. + = OH 65,0 W K COK 22 T T A T K và T W, [K], là nhiệt độ khối nóng và mặt vách. 11.6. bức xạ mặt trời 11.6.1 Nguồn bức xạ mặt trời Về mặt bức xạ nhiệt, mặt trời đợc coi nh một nguồn phát. rằng công suất Q 0 nói trên đợc duy trì đến khi 10% nhiên liệu H đợc tiêu thụ, lúc đó đó khối lơng Mặt trời sẽ giản một lợng M = 10 -3 M = 2.10 27 kg thì tuổi thọ T còn lại của Mặt trời đợc

Ngày đăng: 23/07/2014, 07:21

Từ khóa liên quan

Mục lục

  • Bảng 1-1: Khả năng phân giải phụ thuộc nhiệt độ

  • Bảng 1-2: ảnh hưởng của nhiệt độ đến vi sinh vật

  • Bảng 1-3. Chế độ bảo quản rau quả tươi

  • Bảng 1-4: Chế độ bảo quản sản phẩm động vật

  • Bảng 1-5. Các thông số về phương pháp kết đông

  • Bảng 2-1: Chế độ và thời gian bảo quản đồ hộp rau quả

  • Bảng 2-2: Chế độ và thời gian bảo quản rau quả tươi

  • Bảng 2-3: Chế độ và thời gian bảo quản TP đông lạnh

  • Bảng 2-4: Các ứng dụng của panel cách nhiệt

  • Hình 2-1: Kết cấu kho lạnh panel

  • Hình 2-2: Cấu tạo tấm panel cách nhiệt

  • Hình 2-3: Kho lạnh bảo quản

  • 1- Rivê; 2- Thanh nhôm góc; 3- Thanh nhựa; 4- Miếng che mối

  • 9- Miếng đệm; 10- Khoá cam-lock; 11- Nắp nhựa che lổ khoá

  • Hình 2-5 : Các chi tiết lắp đặt panel

  • Bảng 2-5: Tiêu chuẩn chất tải của các loại sản phẩm

  • Bảng 2-6: Hệ số sử dụng diện tích

  • Bảng 2-7: Kích thước kho bảo quản tiêu chuẩn

  • Hình 2-7: Con lươn thông gió kho lạnh

  • Hình 2-9: Màn nhựa che cửa ra vào và xuất nhập hàng kho lạ

  • Bảng 2-8: Khoảng cách cực tiểu khi xếp hàng trong kho lạnh

  • Hình 2-10: Bố trí kênh gió trong kho lạnh

  • Hình 2-11: Cách xác định chiều dài của tường

  • Bảng 2-9. Hiệu nhiệt độ dư phụ thuộc hướng và tính chất bề m

  • Bảng 2-14: Tỷ lệ tải nhiệt để chọn máy nén

  • Hình 2-13: Sơ đồ nguyên lý hệ thống kho lạnh

  • Bảng 2-16: Công suất lạnh máy nén COPELAND, kW

  • Phạm vi nhiệt độ trung bình Môi chất R22

  • Phạm vi nhiệt độ thấp Môi chất R22

  • Bảng 2-19: Công suất lạnh máy nén trục Vít Grasso chủng lo

  • Hình 2-18: Dàn ngưng không khí

  • Hình 2-19: Cấu tạo dàn ngưng không khí

  • Hình 2-20: Dàn lạnh không khí Friga-Bohn

  • Bảng 2-28: Bảng thông số kỹ thuật của dàn lạnh FRIGA-BOHN

  • Hình 2-21: Cấu tạo dàn lạnh không khí Friga-Bohn

  • Hình 2-22: Cụm máy nén - bình ngưng, bình chứa

  • Bảng 3-1: Hàm lượng tạp chất trong nước đá công nghiệp

  • Bảng 3-2: ảnh hưởng của tạp chất đến chất lượng nước đá

  • Bảng 3-3: Hàm lượng cho phép của các chất trong nước

    • Hàm lượng tối đa

  • Bảng 3-4: Các lớp cách nhiệt bể đá cây

    • Hình 3-2: Kết cấu cách nhiệt tường bể đá

      • Hình 3-3: Kết cấu cách nhiệt nền bể đá

  • Bảng 3-5: Các lớp cách nhiệt nền bể đá

  • Bảng 3-6: Kích thước khuôn đá

    • Hình 3-4: Linh đá cây 50 kg

  • Hình 3-5: Bế trí bể đá với linh đá 7 khuôn đá

  • Bảng 3-7: Thông số bể đá

  • Hình 3-6: Dàn lạnh panel

    • Hình 3-7: Cấu tạo dàn lạnh xương cá

  • Hình 3-8: Bình tách giữ mức tách lỏng

    • Hình 3-9: Máy nén lạnh MYCOM

      • 1- Dao cắt đá; 2- Vách 2 lớp; 3- Hộp nước inox; 4- Tấm gạt n

        • Hình 3-10: Cấu tạo bên trong cối đá vảy

          • 1- Máy nén; 2- Bình chứa CA; dàn ngưng; 4- Bình tách dầu; 5-

            • Hình 3-11: Sơ đồ nguyên lý hệ thống lạnh máy đá vảy

  • Bảng 3-11: Diện tích yêu cầu của các cối đá

    • Hình 3-13: Cách nhiệt cối đá vảy

  • Bảng 3-13: Cối đá vảy của SEAREE

  • Bảng 4-1 : Khả năng phân giải của men phân giải mỡ lipaza

  • Bảng 4-2: Các hằng số thực nghiệm

  • Bảng 4-3. Các thông số về phương pháp cấp đông

  • Bảng 4-4: Kích thước kho cấp đông thực tế

  • Bảng 4-5 : Các lớp cách nhiệt panel trần, tường kho cấp đôn

  • Bảng 4-6: Các lớp cách nhiệt nền kho cấp đông

  • Hình 4-5: Bình trung gian kiểu nằm ngang R22

  • Hình 4-6: Bình tách lỏng hồi nhiệt

  • Bảng 4-9: Các lớp cách nhiệt tủ cấp đông

  • Bảng 4-10: Số lượng các tấm lắc

  • Bảng 4-12: Diện tích xung quanh của tủ cấp đông

  • Hình 4-12: Cấu tạo bình trống tràn

  • Bảng 4-13: Số lượng vách ngăn các tủ đông gió

  • Bảng 4-14: Thông số kỹ thuật tủ đông gió

  • Hình 4-14: Cấu tạo tủ đông gió 250 kg/mẻ

  • Bảng 4-15: Các lớp cách nhiệt tủ đông gió

  • Hình 4-16: Sơ đồ nguyên lý hệ thống cấp đông I.Q.F dạng xoắn

  • Bảng 4-16: Buồng cấp đông kiểu xoắn của SEAREFICO

  • Hình 4-19: Buồng cấp đông I.Q.F có băng chuyền thẳng

  • Bảng 4-17 Model: MSF-12 (Dây chuyền rộng 1200mm)

  • Bảng 4-18: Model: MSF-15 (Dây chuyền rộng 1500mm)

    • Bảng 4-19: Thông số kỹ thuật buồng cấp đông I.Q.F dạng thẳng

      • Bảng 4-20: Thời gian cấp đông và hao hụt nước

        • Bảng 4-21: Thông số buòng cấp đông I.Q.F siêu tốc của SEAREF

          • Bảng 4-22: Nhiệt độ không khí trong các buồng I.Q.F

            • Bảng 4-23: Các lớp cách nhiệt buồng I.Q.F

              • Hình 4-23: Sơ đồ nguyên lý hệ thống lạnh máy nén Bitzer 2 c

                • Bảng 4-24 : Năng suất lạnh máy nén Bitzer n = 1450 V/phút,

                • Bảng 4-25 : Năng suất lạnh máy nén Bitzer n = 1450 V/phút,

                • Bảng 4-26 : Năng suất lạnh máy nén 2 cấp MYCOM - R22

                • Bảng 4-27 : Năng suất lạnh máy nén 2 cấp MYCOM NH3

  • Hình 5-1 : Sơ đồ nguyên lý hệ thống lạnh nhà máy bia

  • Hình 5-2 : Bình bay hơi làm lạnh glycol

  • Hình 5-3: Sơ đồ nguyên lý hệ thống ngưng tụ CO2

  • Bảng 5-1: Các thông số các thiết bị

  • Thiết bị

  • Bảng 5-2 :Thông số cách nhiệt các thiết bị

  • Hình 5-6 : Sơ đồ nguyên lý hệ thống lạnh của cụm water chill

  • Bảng 5-3: Thông số nhiệt của cụm chiller Carrier

  • Bảng 5-3 : Thông số kỹ thuật FCU của hãng Carierr

  • Hình 5-8 : Sơ đồ nguyên lý hệ thống lạnh tủ lạnh gia đình

  • Hình 5-9 : Sơ đồ nguyên lý hệ thống lạnh của tủ lạnh thương

  • Hình 5-10 : Sơ đồ nguyên lý hệ thống lạnh hoạt động ở nhiều

  • Máy nén; 2- Dàn ngưng; 3- Bình chứa; 4- Lọc ẩm; 5- TB hồi n

  • Hình 5-11 : Sơ đồ nguyên lý hệ thống lạnh của xe tải lạnh

  • Hình 5-12: Sơ đồ nguyên lý hệ thống làm lạnh nước chế biến

  • Bảng 5-4: Nhiệt lượng qn(J/kg) phụ thuộc nhiệt độ nước vào

  • Hình 6-1 : Bình ngưng ống chùm nằm ngang

  • Hình 6-2: Bố trí đường nước tuần hoàn

  • Hình 6-9 : Dàn ngưng không khí đối lưu tự nhiên

  • Hình 6-10 : Dàn ngưng không khí đối cưỡng bức

  • Bảng 6-1: Hệ số truyền nhiệt và mật độ dòng nhiệt của các lo

  • Bảng 6-6 : Hệ số hiệu chỉnh số dãy ống Cz

  • Bảng 6-7: Hệ số A

  • Hình 7-3: Thiết bị bay hơi kiểu panen

  • Hình 7-4: Dàn lạnh xương cá

  • Hình 7-6: Dàn lạnh đối lưu tự nhiên có cánh

  • Bảng 7-1 : Hệ số truyền nhiệt k và mật độ dòng nhiệt các dàn

  • Bảng 7-2: Giới hạn mật độ dòng nhiệt, W/m2

  • Bảng 7-3 : Hệ số A

Tài liệu cùng người dùng

  • Đang cập nhật ...

Tài liệu liên quan