Задачи по нетрадиционным источникам энергии(1). Методическое пособие по выполнению расчётно графических и контрольных работ. Алматы введение

• Название: Методическое пособие по выполнению расчётно графических и контрольных работ. Алматы введение
• Дата: 30.01.2023
• Размер: 373.54 Kb.
• Имя файла: Задачи по нетрадиционным источникам энергии(1).docx
• Тип: Методическое пособие; #912420
• страница: 10 из 21

Примеры решения задач

«Чёрный солнечный дом» с большим окном с южной стороны размером H∙ L (высота и длина) и массивной зачернённой стенкой с северной стороны. Толщина поглощающей стенки, изготовленной из бетона (в), его плотность ρ=2,4∙10³кг/м³.

Определить поток солнечного излучения, необходимый для нагрева воздуха в комнате на 20 °С градусов выше наружного.

Температуру воздуха в доме в 8 часов утра, т. е. через 16 часов. Температура наружного воздуха Т₁ = 0 °С градусов. Теплоёмкость бетона с = 840 Дж/(кг∙К). Удельное термическое сопротивление потерям тепла из комнаты наружу через стекло r = 0,07м²∙К/Вт; α – коэффициент поглощения стенки, 0,8;τ - коэффициент пропускания стекла, 0,9; плотностьбетона,2700кг/м³; площадь окна равна площади бетонной стенки.

Решение:

τ∙α∙G = (T_r – T_a)/r,

где r- термическое сопротивление потерям тепла из комнаты наружу вертикального окна с одним стеклом, 0,07м²К/Вт;

Т_а – наружная температура,^οС; Т_r – температура в комнате,^οС;

τ – коэффициент пропускания стекла, 0,9; α – коэффициент поглощения стенки, 0,8; G – поток солнечного излучения;

G = 20^οC/(0,07∙0.9∙0.8) = 400Вт/м².
Такую облучённость можно ожидать в ясный солнечный зимний день. При G = 0; dT_r/dt = -(T_r – T_a)/R; C = mc; R = r/A = 0.07/10 = 0.007K/Вт, где А – площадь окна, 10м².
T_r – T_a = (T_r – T_a)_t=0 exp[-t/(RC)], T_a = const Поглощающая стенка изготовлена из бетона.

C = mc

C = 2.4∙10³кг/м³∙2∙5∙0,1∙840Дж/(кг∙К) = 2∙10⁶Дж/К, RC = 0.007∙2∙10⁶ = 14000сек = 4час.

Через 16 часов температура воздуха в доме будет выше наружной на: 20^οС∙exp(-16/4) = 0,4^οC.

К задаче 2.

Зная площадь бассейна F∙10³, км² и среднюю величину прилива R, м.(таб. 2). Оценить приливной потенциал бассейна Э_пот, используя формулу Л.Б. Бернштейна.

Решение:

Площадь бассейна F = 1000 км²; Средняя величина прилива R_ср = 7,2 м.

ср.
Э_пот. = 1,97∙10⁶∙R ²∙F

Э_пот = 1.97∙10⁶∙7,2²∙1000 = 102∙10⁶ кВт∙ч.

К задаче 3.

Размеры плоского пластинчатого нагревателя Н∙L (ширина и длина) (таб.3), сопротивление теплопотерям r = 0,13м²∙К/Вт, коэффициент теплопередачи а = 0,85. Коэффициент пропускания стеклянной крышки τ= 0,9. Коэффициент поглощения пластины α _п= 0,9. Температура входящей в приёмник жидкости Т₂. Температура окружающего воздуха Т₁, поток лучистой энергии G, Вт/м², теплоёмкость воды, с = 4200, Дж/(кг∙ ͦ С). Температура выходящей жидкости Т_3. Определить скорость прокачки, которая необходима для повышения температуры на t градусов. Насос работает и ночью, когда G = 0. Как будет снижаться температура воды за каждый проход через приёмник (Т₃ - Т₂).

Необходимо учитывать среднюю температуру проходящей жидкости t_ср.