Đang tải... (xem toàn văn)
Đối với cuộc sống của loài người, năng lượng Mặt Trời là một nguồn năng lượng tái tạo quý báu. Có thể trực tiếp thu lấy năng lượng này thông qua hiệu ứng quang điện, chuyển năng lượng các p
49Chơng 4: TíNH TOáN THIếT Bị Sử DụNG năng lợng Mặt trời 4.1. Bếp năng lợng mặt trời 4.1.1. Cấu tạo bếp NLMT Hình 4.1. Cấu tạo bếp nấu NLMT 1- Hộp ngoài 2 - Mặt phản xạ 3- Nồi 4- Nắp kính trong 5- Gơng phẳng phản xạ 6- Bông thủy tinh 7- Đế đặt nồi Bếp NLMT đợc thiết kế nh hình vẽ, hộp ngoài của bếp đợc làm bằng khung gỗ hình khối hộp chữ nhật bên ngoài đóng 1 lớp ván ép, phía trong là mặt nhôm đợc đánh bóng để phản xạ, biên dạng của mặt phản xạ đợc thiết kế là mặt kết hợp của các parabol tròn xoay (hình 4.1) sao cho nồi nấu có thể nhận đợc chùm tia trực xạ của ánh sáng mặt trời và chùm phản xạ từ gơng phẳng khi đặt cố định, gơng phản xạ có thể gấp lại khi không dùng, giữa mặt phản xạ và hộp ngoài là lớp bông thủy tinh cách nhiệt, phía trên bếp có một nắp kính nhằm cách nhiệt và tạo hiệu ứng lồng kính. 4.1.2. Tính toán thiết kế bếp Hình 4.2. Kích thớc của bếp 123675470AHad2d1ahA-AaA 50Bếp gồm mặt kính nhận nhiệt có đờng kính d2, hệ số truyền qua D, gơng phản xạ có hệ số phản xạ Rg, mặt phản xạ parabol có hệ số phản xạ Rp, nồi nấu làm bằng Inox sơn đen có hệ số hấp thụ , đờng kính d1, chiều dày o, khối lợng riêng o, nhiệt dung riêng C, chiều cao h, chứa đầy nớc có nhiệt dung riêng Cp , khối lợng riêng n . Do mặt phẳng qũy đạo của mặt trời tại Đà Nẵng và Quảng Nam nghiêng một góc khoảng 20o so với mặt thắng đứng nên tính toán cho góc tới = 70o. Cờng độ bức xạ mặt trời lấy trung bình lúc nấu (11h-12h) ở tỉnh Quảng Nam là E = 940W/m2. Trong khoảng thời gian bếp sẽ thu từ mặt trời 1 lợng nhiệt bằng Q1: Q1 = .E.sin .F. , [J]. trong đó F = [D.F1 + Rg.D.F1 + Rp.D.F2 + Rp.Rg.D.F2] F1 421d , F2 = 422d - F1 , Lợng nhiệt nhận đợc của bộ thu Q1 dùng để: - Làm tăng nội năng của nồi U = mo.C.(ts - to) - Làm tăng entanpy nớc Im = mn.CP(ts - to) - Tổn thất ra môi trờng xung quanh Q2 trong đó m = d1.h.o.o + 2.o.o.421d [kg], m =421d.h.n [kg], Do nồi đợc đặt trên đế có diện tích tiếp xúc nhỏ và có vỏ bọc cách nhiệt bên ngoài nên có thể xem Q2 0. Vậy ta có phơng trình cân bằng nhiệt cho bếp: Q1 = mo.C.(ts - to) + mn.CP(ts - to) Hay: .E.sin. F. =(d1.h.o.o + 2.o.o.421d) C.(ts - to) + 421d.h.n CP(ts - to) Thay các giá trị : E = 940 W/m2 , = 0,9 , =70o , D = 0,9, Rg =0,9 , Rp = 0,9, o =0,001m, o =7850kg/m3, ts = 100oC, to = 25oC, C = 460 J/kgđộ, n = 1000kg/m3 , Cp = 4200J/kgđộ , d1 = 0,25m, h= 0,2m , tính đợc m =1,75kg mn=9,8kg => F. = 3884 hay (1,22d22 +0,08) . = 3884 51 Quan hƯ gi÷a ®−êng kÝnh mỈt nhËn nhiƯt d2 vµ thêi gian τ: d2(τ) ®−ỵc biĨu diƠn trªn h×nh 3.3. Tõ quan hƯ nµy cã thĨ tÝnh ®−ỵc ®−êng kÝnh mỈt thu theo thêi gian yªu cÇu. VÝ dơ: nÕu τ = 1h =3600s th× ta cã d2 = 0,8m, tøc lµ nÕu d2 = 0,8m th× ta cã thĨ ®un s«i 9,8 kg n−íc trong thêi gian 1h. Trong thùc tÕ ®· chÕ t¹o bÕp nÊu cã kÝch th−íc nh− trªn vµ ®· ®un s«i 9 lÝt n−íc sau 55 phót. Ph−¬ng ph¸p tÝnh to¸n trªn ®· ®−ỵc ¸p dơng ®Ĩ thiÕt kÕ, chÕ t¹o c¸c lo¹i bÕp víi nåi nÊu cã dung tÝch tõ 2 ®Õn 10 lÝt ®Ĩ triĨn khai øng dơng vµo thùc tÕ. 4.1. Bé thu n¨ng l−ỵng mỈt trêi ®Ĩ cÊp n−íc nãng 4.2.1. Bé thu ph¼ng 4.2.1.1. CÊu t¹o vµ ph©n lo¹i bé thu ph¼ng 12345678ab 0 2000 4000 6000 8000 1 104123456Thêi gian [s]§−êng kÝnh mỈt thu [m]5.1030760.455195d2 τ.1104100τ H×nh 4.3. §å thÞ quan hƯ d2(τ) Hçnh 4.4. Cáúu tảo Collector háúp thủ nhiãût 1- Låïp cạch nhiãût, 2- Låïp âãûm táúm ph trong sút, 3- Táúm ph trong sút, 4 - Âỉåìng nỉåïc nọng ra, 5 - Bãư màût háúp thủ nhiãût, 6- Låïp tän bc, 7- Âỉåìng nỉåïc lảnh vo, 8- Khung âåí Collector 52Khäng thãø cọ mäüt kiãøu Collector no m hon ho vãư mi màût v thêch håüp cho mi âiãưu kiãûn, tuy nhiãn ty theo tỉìng âiãưu kiãûn củ thãø chụng ta cọ thãø tảo cho mçnh mäüt loải Collector håüp l nháút. Trong cạc bäü pháûn cáúu tảo nãn Colletor, bäü pháûn quan trng nháút v cọ nh hỉåíng låïn âãún hiãûu qa sỉí dủng ca Collector l bãư màût háúp thủ nhiãût. Sau âáy l mäüt säú so sạnh cho viãûc thiãút kãú v chãú tảo bãư màût háúp thủ nhiãût ca Collector m tha mn mäüt säú chè tiãu nhỉ: giạ thnh, hiãûu qu háúp thủ v mỉïc âäü thûn tiãûn trong viãûc chãú tảo. Sau âáy l 3 máùu Collector cọ bãư màût háúp thủ nhiãût âån gin, hiãûu qu háúp thủ cao cọ thãø chãú tảo dãù dng åí âiãưu kiãûn Viãût nam. Bãư màût trao âäøi nhiãût dảng hçnh ràõnTáúm háúp thủVng dáy gàõn bãư màût háúp thủ vo táúm háúp thủd Hçnh 4.5. Bãư màût háúp thủ nhiãût dảng äúng hçnh ràõn gàõn trãn táúm háúp thủBãư màût trao âäøi nhiãût dảng dy äúngTáúm háúp thủ Hçnh 4.6. Di táúm háúp thủ âỉåüc âan xen vo bãư màût háúp thủ dảng dy äúng Hai táúm gàõn våïi nhau bàòng cạch dng äúc vêt hay hn âênhBãư màût trao âäøi nhiãût dảng táúmÄÚc vêt cọ låïp âãûm Mäúi hn âênh Hçnh 4.7. Bãư màût háúp thủ dảng táúm 53Sau khi thiãút kãú chãú tảo, âo âảc tênh tọan v kiãøm tra so sạnh ta thu âỉåüc bng täøng kãút sau: Loải bãư màût háúp thủ Dảng äúng hçnh ràõn Dảng dy äúng Dảng dy äúng Dảng táúm Cạch gàõn våïi táúm háúp thủ Âan xen vo nhau Dng vng dáy kim loải Âan xen vo nhau Hn âênh Hiãûu sút háúp thủ nhiãût Gim 10% Gim 10% Chøn Bàòng chønGiạ ca váût liãûu v nàng lỉåüng ctảo Gim 4% Tàng 2% Chøn Tàng 4% Thåìi gian cáưn gia cäng chãú tảo Gim 20% Gim 10% Chùn Tàng 50% Tỉì cạc kãút qu kiãøm tra v so sạnh åí trãn ta cọ thãø rụt ra mäüt säú kãút lûn nhỉ sau: 1- Loải bãư màût háúp thủ dảng dy äúng cọ kãút qu thêch håüp nháút vãư hiãûu sút háúp thủ nhiãût , giạ thnh cng nhỉ cäng v nàng lỉåüng cáưn thiãút cho viãûc chãú tảo. Tuy nhiãn nãúu trong trỉåìng håüp khäng cọ âiãưu kiãûn âãø chãú tảo thç chụng ta cọ thãø chn loải bãư màût háúp thủ dảng hçnh ràõn. Bãư màût háúp thủ dảng táúm cng cọ kãút qu täút nhỉ loải dảng dy äúng nhỉng âi hi nhiãưu cäng v khọ chãú tảo hån. 2- Táúm háúp thủ âỉåüc gàõn vo äúng háúp thủ bàòng cạch âan xen tỉìng dỵi nh l cọ hiãûu qu nháút. Ngoi ra táúm háúp thủ cọ thãø gàõn vo äúng háúp thủ bàòng phỉång phạp hn, våïi phỉång phạp ny thç hiãûu qu háúp thủ cao hån nhỉng máút nhiãưu thåìi gian v giạ thnh cao hån. 4.2.1.2. Tênh toạn bäü thu phàóng Kho sạt panel màût tråìi våïi häüp thu kêch thỉåïc axbxδ, khäúi lỉåüng mo, nhiãût dung riãng Co âỉåüc lm bàòng thẹp dy δt, bãn trong gäưm cháút lng ténh cọ khäúi lỉåüng m, v lỉu lỉåüng G[kg/s] chy liãn tủc qua häüp. Xung quanh häüp thu bc 1 låïp cạch nhiãût, ta nhiãût ra khäng khê våïi hãû säú α. Phêa trãn màût thu F1= ab våïi âäü âen ε l 1 låïp khäng khê v 1 táúm kênh cọ âäü trong D. Chiãưu dy v hãû säú dáùn nhiãût ca cạc låïp ny l δc, δk , δK v λc, λk, λK. Cỉåìng âäü bỉïc xả màût tråìi tåïi màût kênh tải thåìi âiãøm τ l E(τ) = Ensinϕ(τ , våïi ϕ(τ ) = ωτ l gọc nghiãng ca tia nàõng våïi màût kênh, ω = 2π /τn v τn = 24 x 3600s l täúc âäü gọc v chu k tỉû quay ca trại âáút, En l cỉåìng âäü bỉïc xả cỉûc âải trong 54ngy, láúy bàòng trë trung bçnh trong nàm tải vé âäü âang xẹt. Lục màût tråìi mc τ = 0, nhiãût âäü âáưu ca panel v cháút lng bàòng nhiãût âäü to ca khäng khê ngoi tråìi. Cáưn tçm hm phán bäú nhiãût âäü cháút lng trong panel theo thåìi gian τ v táút c cạc thäng säú â cho: t = t (τ, abδδt, mo.Co, m.Cp, ε D F1 , G, δc, δk , δK, λc, λk, λK , α, to , ω, En ). Cạc gi thiãút khi nghiãn cỉïu: - Panel âỉåüc âàût cäú âënh trong mäùi ngy, sao cho màût thu F1 vng gọc våïi màût phàóng qu âảo trại âáút. - Tải mäùi thåìi âiãøm τ, coi nhiãût âäü cháút lng v häüp thu âäưng nháút, bàòng t(τ). Láûp phỉång trçnh vi phán cán bàòng nhiãût cho häüp thu: Khi panel âàût cäú âënh (ténh). Xẹt cán bàòng nhiãût cho hãû gäưm cháút lng v häüp kim loải, trong khong thåìi gian dτ kãø tỉì thåìi âiãøm τ. Màût F1 háúp thủ tỉì màût tråìi 1 lỉåüng nhiãût bàòng: δQ1 = ε1DEnsinωτ. F1.sinωτ.dτ, [J]. Lỉåüng nhiãût δQ1 âỉåüc phán ra cạc thnh pháưn âãø: - Lm tàng näüi nàng v häüp dU = mo.Codt, - Lm tàng entanpy lỉåüng nỉåïc ténh dIm = m.Cpdt , - Lm tàng entanpy dng nỉåïc dIG = Gdτ Cp (t - to) , - Truưn nhiãût ra khäng khê ngoi tråìi qua âạy F3 = ab v cạc màût bãn F2 = 2δ(a+b) våïi hãû säú truưn nhiãût k3 = k2 = 11−⎟⎟⎠⎞⎜⎜⎝⎛+αλδcc, qua màût thu F1= ab våïi k1 = 13,11−⎟⎟⎠⎞⎜⎜⎝⎛++αλδλδKKkk ϕoϕ(τ)GCPtoototαα1,3αDε F = ab11E(τ)tD, δΚ , λΚ δκ , λκδ , m , Cpmo , Coδc , λcτnωHçnh 1: Mä t bi toạn panel läưìng kênh, abδHçnh 4.8. Mä hçnh tênh toạn bäü thu phàóng 55 Váûy cọ täøng lỉåüng nhiãût bàòng δQ2 = (k1F1 + k2F2 + k3F3) (t - to) dτ ; Do âọ, phỉång trçnh cán bàòng nhiãût: δQ1 = dU + dIm + dIG + δQ2 s cọ dảng: ε1DEt Ft sin2 ϕ(τ) dτ = dt ∑miCi + (GCp + ∑ ki Fi) (t - to) dτ. Sau phẹp âäøi biãún T(τ) = t(τ) - to v âàût a = CPCmFDEiin=∑1ε, [K/s], b = CWCmFkGCiiiip=+∑∑, [s-1] thç phỉång trçnh cán bàòng nhiãût cho panel ténh l: T’(τ) + bT(τ) = a sin2(ωτ) (4.1) våïi âiãưu kiãûn âáưu T(0) = 0 (4.2) Khi panel âäüng âỉåüc quay âãø diãûn têch hỉïng nàõng ln bàòng F1, thç màût F1 háúp thủ âỉåüc: δQ1 = ε1DEnsinωτ. F1.dτ, [J]. Do âọ, tỉång tỉû nhỉ trãn, phỉång trçnh cán bàòng nhiãût cho panel âäüng cọ dảng: T’(τ) + bT(τ) = a sin(ωτ) (4.3) våïi âiãưu kiãûn âáưu T(0) = 0 (4.4) Xạc âënh hm phán bäú nhiãût âäü: Hm nhiãût âäü trong panel ténh s âỉåüc tçm åí dảng T(τ) = A(τ) e-bτ. Theo phỉång trçnh (3.1) ta cọ: A (τ) = a∫ ebτ sin2ωτ.dτ = 2a∫ ebτ (1- cos2ωτ)dτ = ba2( ebτ - I ) våïi: I = ∫ cos2ωτ .debτ = Ibbbeb22)2cos2sin2(⎟⎠⎞⎜⎝⎛−+ωωτωτωτ tỉïc l: I = 224 bbeb+ωτ [2ωsin2ωτ + bcos 2ωτ] + C1 Hàòng säú C1 âỉåüc xạc âënh theo âiãưu kiãûn âáưu T(0) = 0 hay A(0) = 0, tỉïc l C1 = 2)2/(11ωb+. Do âọ, hm phán bäú nhiãût âäü cháút lng trong panel ténh cọ dảng: T(τ) = ba2[1-224 bb+ω(2ωsin2ωτ + bcos2ωτ) - 2)2/(1ωτbeb+−] (4.5) Nãúu dng phẹp biãún âäøi (Asinx + Bcosx) = 22BA +sin (x + artgAB) thç hm (3.5) s cọ dảng: T(τ) = ba2[1-224ω+bbsin(2ωτ + artgω2b ) - 2)2/(1ωτbeb+−] (3.6) Säú hảng cúi ca täøng cọ giạ trë nh hån 1 v gim ráút nhanh, nãn khi τ >1h cọ thãø b qua. Hm nhiãût âäü trong panel âäüng l nghiãûm ca hãû phỉång trçnh (4.3), (4.4), âỉåüc tçm nhỉ cạch trãn, s cọ dảng: 56Tâ(τ) = 2)/(1bbaω+[sin(ωτ + artgbω ) - 2)/(1ωτbeb+−] (4.7) Säú hảng sau ca täøng ln nh hån 1 v gim khạ nhanh, nãn khi τ >2h cọ thãø b qua. Cạc hm phán bäú (4.6) v (4.7) s âỉåüc mä t åí hçnh 4.9 v hçnh 4.10. Láûp cäng thỉïc tênh toạn cho panel ténh v âäüng: Sỉí dủng cạc hm phán bäú (4.6) v (4.7) dãù dng láûp âỉåüc cạc cäng thỉïc tênh cạc thäng säú k thût âàûc trỉng cho panel ténh v âäüng. Panel ténh âảt nhiãût âäü cỉûc âải Tm =ba2(1+224ω+bb) lục τm = τn(ωπ24183bartg−). Panel âäüng âảt nhiãût âäü cỉûc âải Tâm = 2)/(1bbaω+> Tm lục τâm = τn(bartgωπ2141+). Sau khi tênh nhiãût âäü trung bçnh trong 1 ngy nàõng cho mäùi panel theo cäng thỉïc: Tn = ∫2/0)(2ndTnττττ, V dãù dng tçm âỉåüc cäng sút nhiãût hỉỵu êch trung bçnh Qn= GCpTn, [W], lỉåüng nhiãût thu âỉåüc mäùi ngy Q = nnQτ21, [J], .v.v. Hiãûu sút nhiãût panel η = 1FEQn våïi E= nnnnEdEn∫=2/022sin2τπτττπτ. Cạc cäng thỉïc củ thãø cho cạc loải panel âỉåüc giåïi thiãûu åí bng 4.2. Cạc säú liãûu tênh toạn cho panel 1 m2 ténh v âäüng: Trong bng 4.1 giåïi thiãûu cạc säú liãûu tênh toạn cho máùu panel 1m2 våïi häüp thu kêch thỉåïc abδ = 1 x 1 x 0,01 m3, âỉåüc lm bàòng thẹp táúm dy δt = 0,001m, Co= 460 J/kgK , màût thu F1 = 1m2 , âäü âen ε = 0,95, låïp khäng khê dy δk = 0,01m, táúm kênh dy δK = 0,005 m , λK = 0,8 W/mK , âäü trong D = 0,95, låïp cạch nhiãût bäng thy tinh dy δC = 0,02 m, λC = 0,055W/mK, dng nỉåïc qua panel cọ G = 0,002 kg/s våïi nhiãût âäü to = 30oC. Cỉåìng âäü bỉïc xả cỉûc âải En, láúy trung bçnh trong nàm tải  nàơng, åí vé âäü 16o bàõc, l En = ∑niE3651= 940 W/m2. 57 Hçnh 4.9. Hm nhiãût âäü khi ténh t(τ) v khi âäüng tâ(τ) ca panel 1m2 cọ W > WS Bng 4.1. Cạc säú liãûu tênh toạn cho panel 1m2 Thäng säú tênh toạn Cäng thỉïc tênh Giạ trë Âån vë Hãû säú ta nhiãût ra khäng khêα = ikδλΣ C(GrPr)n 8,5 W/m2K Hãû säú truưn nhiãût lãn trãn k1 = 13,11−⎟⎟⎠⎞⎜⎜⎝⎛++αλδλδKKkk 2,2 W/m2K Hãû säú truưn nhiãût qua låïp cạch nhiãût k2 = 11−⎟⎟⎠⎞⎜⎜⎝⎛+αλδCC 2,1 W/m2K Khäúi lỉåüng v häüp thu m0 = ρt δt (2F1 + 4 δ) 16 kg Khäúi lỉåüng nỉåïc ténh m = ρ F1 (δ - 2 δt) 8 kg Nhiãût dung häüp nỉåïc C = m0Co + mCp 40752 J/K Dng nhiãût dung qua häüp W = GCP + ∑ki Fi 12,7 W/K Cäng sút háúp thủ max P = ε D EnF1 853,8 W Täúc âäü gia nhiãût max a = CP 0,021 K/s tτmτ68101212,914 1618h020406080100 Co30â(τ)t(τ)t95,4 Co94 Co72 Co45 Co64 Co36 Co 58 Táưn säú dao âäüng riãng ca panel b = CW 3,13.10-4 s-1 Täúc âäü gọc tia nàõng ω = nτπ2 7,27.10-5 rad.s-1 Bng 4.2. Cäng thỉïc chung tênh cạc thäng säú k thût âàûc trỉng v cạc säú liãûu cho panel nỉåïc nọng 1m2 cọ W > WS. Panel ténh Panel âäüng Thäng säú âàûc trỉng Cäng thỉïc tênh Säú liãûu Cäng thỉïc tênh Säú liãûäü gia nhiãût max Tm =)41(222ω++baba 64 oC Tâm = 2)/(1bbaω+ 65,4 oCNhiãût âäü max tm=to+2241(2ω++bbba)94 oC Tâm = to+2)/(1bbaω+ 95,4 oCThåìi âiãøm âảt Tm τm=τn⎟⎠⎞⎜⎝⎛−ωπ24183bartg 6,8h τâm=τn⎟⎠⎞⎜⎝⎛+bartgωπ2141 6,9h Nhiãût âäü cúi ngy tc = to + )4(2222bba+ωω 36 oC tâc = to + 22ba+ωω 45 oC Âäü gia nhiãût TB Tn=ba2 34 oC Tân=( )()22222bbba++ωπω 42 oC Cäng sút hỉỵu êch TB Qn= ba2GCp 280 WQân= GCp( )()22222bbba++ωπω 349 WSn lỉåüng nhiãût 1 ngy Q =ban4τGCp 12MJ Qâ=GCp2nτ( )()22222bbba++ωπω 15MJ Sn lỉåüng nỉåïc nọng M = Gn2τ, tn = to + Tn 86kg åí 64oCM = Gn2τ, tân = to + Tân 86kg åí 72oCHiãûu sút nhiãût panel η=14bEnFaGCpπ 46% η=( )()2212222bbEnFbaGCp++ωω 58% Âiãưu kiãûn âãø cháút lng säi trong panel: Âãø thu âỉåüc nỉåïc säi cọ nhiãût âäü ts cáưn cọ âiãưu kiãûn tm ≥ ts hay Tm ≥ ts - to = Ts. Âiãưu kiãûn säi trong panel âäüng l: Tâm = 22ω+bCP ≥ Ts hay b = CW ≤ 22ω−⎟⎟⎠⎞⎜⎜⎝⎛sCTP [...]... mw và lượng nước vào trong là mw1 Vậy lượng nước đi ra m(w – w1), đây cũng chính là lượng nước được sản xuất ra bởi thiết bị lọc nước trong một đơn vị diện tích bề mặt, M Tương tự như q trình trao đổi nhiệt giữa 2 tấm phẳng ta có thể viết phương trình cân bằng năng lượng trong thiết bị chưng cất có dạng: P = k (T-T1) + εσ (T4-T41) + m r(w-w1), (4. 27) Trong đó: P(W/m2) là năng lượng bức xạ mặt trời đến,... chưng cất nước dùng năng lượng mặt trời đơn giản được mơ tả như hình 4. 17 Nỉåïc ngỉng tủ trãn táúm ph Mạng chỉïa nỉåïc ngỉng Nỉåïc vo Khay chỉïa nỉåïc âỉåüc sån âen lm bãư màût háúp thủ Hình 4. 17 Thiết bị chưng cất đơn giản Nước bẩn hoặc nước mặn được đưa vào khay ở dưới và được đun nóng bởi sự hấp thụ năng lượng mặt trời Phần đáy của khay được sơn đen để tăng q trình hấp thu bức xạ mặt trời, nước có thể... c C [1/s] (4. 12a) (4. 12b) th× ph−¬ng tr×nh c©n b»ng nhiƯt cho bé thu lµ: T’(τ) + b.T(τ) = a.sin2(ωτ) (4. 13) Víi ®iỊu kiƯn ®Çu T(0) = 0 (4. 14) Gi¶i hƯ ph−¬ng tr×nh 4. 13, 4. 14 t−¬ng tù nh− ë mơc trªn ta t×m ®−ỵc hµm ph©n bè nhiƯt ®é chÊt láng trong bé thu lµ: T(τ) = e − bτ a b b [1sin(2ωτ + artg )] 2 2 2b 2ω 1 + (b / 2ω ) 2 b + 4 (4. 15) Trong ®ã a vµ b ®−ỵc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc 4. 12a vµ 4. 12b C«ng... [J] (4. 8) Víi FD = D1D2.F1 + fc.D1 D2.F2 + R.D11D23.F3 + R.D1D2.F4, trong ®ã: F1= L.d , F2= L.2.Wc , (4. 9) F3= L(d2 - d1), F4= L(N - d2) (xem khe hë gi÷a c¸nh vµ èng kÝnh trong lµ b»ng 0) L−ỵng nhiƯt nhËn ®−ỵc cđa bé thu δQ1 dïng ®Ĩ: - Lµm t¨ng néi n¨ng cđa èng hÊp thơ dU = (mo.Co + mc.Cc) dt - Lµm t¨ng entanpy l−ỵng n−íc tÜnh dIm = m.CPdt - Lµm t¨ng entanpy dßng chÊt láng dIG = G.CP(t - to) dτ - Trun... trong ngày thì mỗi ngày 1m2 bề mặt hấp thụ thiết bị sản xuất được M = 6kg nước Đối với các hệ thống lớn thường đặt cố định với diện tích lớn thì các dòng năng lượng chủ yếu trong một thiết bị chưng cất nước sử dụng năng lượng mặt trời khi nó hoạt động có thể biểu diễn như hình 4. 20 G Q bx Qpxa Q hthu Qtrq Qdl Qpxa Q ra Qbx Qbh Q hthu Qdl Qnuoc Qdat Hình 4. 20 Các dòng năng lượng chính trong thiết bị chưng... mang nội năng ở mức cmT1 Như vậy dòng nhiệt trao đổi giữa các bề mặt bởi những dòng này là: q = mc (T- T1) (4. 25) So sánh cơng thức 4. 24 và 4. 25 ta có lưu lượng dòng khí có thể tính được là: mc = k hay m = k/c (4. 26) Ví dụ: với nhiệt dung riêng của khơng khí là c = 0.28 Wh/kgK, và với trường hợp hệ số truyền nhiệt k = 4W/m2K, thì m = 14. 3 kg/m2h Bây giờ chúng ta giả sử rằng dòng khơng khí đối lưu chuyển... c C [1/s] (4. 20a) (4. 20b) th× ph−¬ng tr×nh c©n b»ng nhiƯt cho bé thu lµ: T’(τ) + b.T(τ) = a.sin2(ωτ) (4. 21) Víi ®iỊu kiƯn ®Çu T(0) = 0 (4. 22) Gi¶i hƯ ph−¬ng tr×nh 4. 21, 4. 22 t−¬ng tù nh− ë mơc trªn ta t×m ®−ỵc hµm ph©n bè nhiƯt ®é chÊt láng trong bé thu lµ: T(τ) = e − bτ a b b [1sin(2ωτ + artg )] 2 2 2b 2ω 1 + (b / 2ω ) 2 b + 4 (4. 23) Trong ®ã a vµ b ®−ỵc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc 4. 20a vµ 4. 20b C«ng... bức xạ sóng ngắn từ mặt trời Bề mặt hấp thụ nhận nhiệt bức xạ mặt trời và truyền nhiệt cho nước Khi nhiệt độ tăng, sự chuyển động của các phân tử nước trở nên rất mạnh và chúng có thể tách ra khỏi bề mặt mặt thống và số lượng tăng dần Đối lưu của khơng khí phía trên bề mặt mang theo hơi nước và ta có q trình bay hơi Sự bốc lên của dòng khơng khí chứa đầy hơi ẩm, sự làm mát của bề mặt tấm phủ bởi khơng... bị chưng cất nước là làm sao cho nhiệt lượng dùng cho nước bay hơi Qbh là lớn nhất Q trình truyền năng lượng bức xạ mặt trời đã được hấp thụ đến bề mặt ngưng xảy ra bởi hơi nước, và q trình này tỷ lệ thuận với nước ngưng thu được Hơn nữa tất cả các phần năng lượng khác truyền từ đáy đến phần xung quanh phải hạn chế càng nhiều càng tốt 78 Hầu hết các dòng năng lượng có Ta thể được xác định theo các... FD.sinωτ.dτ, [J] Víi (4. 16) FD = D1D2.F1 + fc.D1 D2.F2 + R fc.D1D23.F3 + R fc.D1D2.F4, trong ®ã: F1= L.d , F2= 2L.Wc , (4. 17) F3= L(d2 - d1), F4= L(N - d2) ë ®©y ta gi¶ thiÕt r»ng tÊt c¶ c¸c tia bøc x¹ mỈt trêi chiÕu ®Õn mỈt bé thu trªn diƯn tÝch F4 sau khi ph¶n x¹ tõ g−¬ng trơ ®ù¬c trun ®Õn c¸nh hÊp thơ L−ỵng nhiƯt nhËn ®−ỵc cđa module bé thu δQ1 dïng ®Ĩ: - Lµm t¨ng néi n¨ng cđa èng hÊp thơ-c¸nh dU = (mo.Co . 49 Chơng 4: TíNH TOáN THIếT Bị Sử DụNG năng lợng Mặt trời 4. 1. Bếp năng lợng mặt trời 4. 1.1. Cấu tạo bếp NLMT Hình 4. 1. Cấu tạo bếp nấu NLMT 1-. tτmτ68101212,9 14 1618h02 040 6080100 Co30â(τ)t(τ)t95 ,4 Co 94 Co72 Co45 Co 64 Co36 Co 58 Táưn säú dao âäüng riãng ca panel b = CW 3,13.1 0 -4 s-1 Täúc