Создан заказ №1442225
4 ноября 2016
Титульник СОДЕРЖАНИЕ TOC \o "1-3" \h \z \u Расчет изменения температуры воды в теплоприемнике солнечной энергии во времени
Как заказчик описал требования к работе:
Нужен аспирант или преподаватель, чтобы помочь сделать решение задач по теплоэнергетике и теплотехнике, сроки очень сжатые. Отзовитесь, пожалуйста!
Фрагмент выполненной работы:
Титульник
СОДЕРЖАНИЕ
TOC \o "1-3" \h \z \u Расчет изменения температуры воды в теплоприемнике солнечной энергии во времени. PAGEREF _Toc467862895 \h 3
Расчет угла падения. PAGEREF _Toc467862896 \h 8
Расчет изменения температуры воды в теплоприемнике солнечной энергии во времени.
Рассмотрим прямоугольную черную алюминиевую емкость, размеры которой 1×1×0,1 м, толщина стенок δ1=5 мм, теплоизолированную с боковой и нижней поверхностей материалом толщиной δ2=0,01 м и с коэффициентом теплопроводности λ2=0,05 Втм∙К, помещенную на тонкую горизонтальную решетку (подставку) достаточно высоко над землей. (работа была выполнена специалистами author24.ru) Поток солнечного излучения, падающего на поверхность емкости G=200 Втм2, температура окружающего воздуха t0=22℃, скорость ветра u=5 мс, коэффициент поглощения поверхности теплоприемника αкр=0,9, степень черноты теплоприемника εкр=0,9.
1.Рассчитать и построить график изменения средней температуры воды во времени.
2.Построить графики изменения средней температуры воды в приемнике от температуры T0 (G; u=const) и скорости u (G; T0=const) воздуха.
Коэффициент теплоотдачи от воздуха к поверхности теплоприемника
αпр=a+bu
где
a=5,7 Втм2∙К; b=3,8 Вт∙см3∙К
Решение.
1.Коэффициент теплообмена конвекцией между внутренней поверхностью теплоприемника и нагреваемой жидкостью принимаем
αж=500 Втм2∙К
Коэффициент теплообмена конвекцией между наружной поверхностью теплоприемника и окружающей средой
αпр=a+bu=5,7+3,8∙5=24,7 Втм2∙К
Коэффициент теплопроводности алюминия
λ1=230 Втм∙К
Коэффициент теплопередачи теплоприемника через боковую и нижнюю поверхности
Kбд=11αж+δ1λ1+δ2λ2+1αпр=11500+0,005230+0,010,05+124,7≈4,124 Втм2∙К
Площадь крышки теплоприемника
Fкр=ab=1∙1=1 м2
Тепловой поток через крышку
Gкр=GαкрFкр=200∙0,9∙1=180 Вт
Площадь боковой и нижней поверхности теплоприемника
Fбд=ab+2a+bh=1∙1+2∙1+1 ∙0,1=1,4 м2
Объем жидкости
V=abh=1∙1∙0,1=0,1 м3
Плотность воды принимаем при T0=22℃
ρ=998,7 м3кг
Масса жидкости
mж=ρV=998,7∙0,1=99,87 кг
Удельная теплоемкость воды
cж=4,187 кДжкг∙К
Постоянная Стефана-Больцмана
σ0=5,67∙10-8 Втм2∙К4
Температура воздуха
T0=t0+273=22+273=295 К
Температура жидкости определяется по формуле
Tж=T0+GкрK1-1eKτ-τ1mжcж
где
K=KбдFбд+αпр+εкрσ0Tж4-T04Tж-T0
Искомую температуру будем находить методом последовательных приближений.
При τ=0 ч температура жидкости очевидно будет равна
tж=t0=22℃
При τ=0,5 ч=1800 с опуская промежуточные шаги
tж=22,72℃; Tж=tж+273=22,72+273=295,72 К
K=KбдFбд+αпр+εкрσ0Tж4-T04Tж-T0=4,124∙1,4+24,7+0,9∙5,67∙10-8∙295,74-2954295,7-295≈35,73 Втм2∙К
Tж=T0+GкрK1-1eKτ-τ1mжcж=295+18035,731-1e35,73∙180099,87∙4187≈295,72 К
Как видим температуры совпали принимаем данную температуру за окончательную.
Вычисления для остальных времен отобразим в таблице
τ, ч
0 0,5 1 2 4 8 16 24
tж, ℃
22 22,72 23,33 24,31 25,56 26,6 26,99 27,02
K, Втм2∙К
35,73 35,75 35,78 35,81 35,84 35,85 35,85 35,73
График зависимости температуры воды от времени
2.Зафиксируем время τ=24 ч, и при заданной скорости ветра u=5 мс будем менять температуру воздуха от 0 до 60°С с шагом 10°С отобразим вычисления в таблице
t0, ℃
0 10 20 30 40 50 60
tж, ℃
5,18 15,11 25,03 35,95 44,88 54,80 64,71
K, Втм2∙К
34,75 35,23 35,74 36,32 36,88 37,51 38,17
График зависимости температуры воды от температуры воздуха
Зафиксируем время τ=24 ч, и при заданной температуре t0=22℃ будем менять скорость ветра от 0 до 20 м/с с шагом 2 м/с. Отобразим вычисления в таблице.
u, м/с
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20
αпр, Втм2∙К
5,7 13,3 20,9 28,5 36,1 43,7 51,3 58,9 66,5 74,1 81,7
Kбд, Втм2∙К
2,649 3,607 4,002 4,217 4,353 4,446 4,514 4,566 4,607 4,640 4,667
tж, ℃
33,48 29,51 27,64 26,53 25,79 25,26 24,86 24,55 24,30 24,10 23,92
K, Втм2∙К
14,96 23,79 31,90 39,77 47,54 55,25 62,94 70,60 78,25 85,89 93,53
График зависимости температуры воды от скорости ветра
Расчет угла падения.
Вычислить угол падения потока солнечной радиации θ в 10 ч утра 10 января на поверхность, расположенную на φ=42° сев. ш., если она ориентирована на угол γ=-28° восточнее направления строго на юг и наклонена на угол β=32° к горизонтальной плоскости.
Решение:
января – это 10-ый день года.
n=10
Угол земной оси к нормали плоскости вращения Земли
δ0=23,5°
Склонение
δ=δ0sin360°284+n365≈-22,09°
Так как нам не дана долгота принимаем, что местное солнечное время.
t=10 ч
Тогда часовой угол
ω=15°∙10-12=-30°
Коэффициенты
A=sinφcosβ=sin42°cos32°≈0,5908
B=cosφsinβcosγ=cos42°sin32°cos-28°≈0,3477
C=sinβsinγ=sin32°sin-28°≈-0,2488
D=cosφcosβ=cos42°cos32°≈0,6302
E=sinφsinβcosγ=sin42°sin32°cos-28°≈0,3131
Косинус угла падения
cosθ=A-Bsinδ+Csinω+D+Ecosωcosδ=0,5908-0,3477∙sin-22,09°+-0,2488∙sin-30°+0,6302+0,3131∙cos-30°∙cos-22,09°≈0,7808
или
θ=arccos0,7808≈38,66°Посмотреть предложения по расчету стоимости
Заказчик
заплатил
заплатил
20 ₽
Заказчик не использовал рассрочку
Гарантия сервиса
Автор24
Автор24
20 дней
Заказчик принял работу без использования гарантии
5 ноября 2016
Заказ завершен, заказчик получил финальный файл с работой
5
Титульник
СОДЕРЖАНИЕ
TOC \o "1-3" \h \z \u Расчет изменения температуры воды в теплоприемнике солнечной энергии во времени.jpg
2019-05-16 19:41
Последний отзыв студента о бирже Автор24
Общая оценка
5
Положительно
Автора рекомендую, все в срок, помогал разобраться в предмете. Спасибо большое!!!
Хочешь такую же работу?
300 ₽
