Tóm tắt Luận văn Nghiên cứu cơ sở tính toán thiết kế thiết bị tích trữ năng lượng nhiệt mặt trời dùng môi chất nóng chảy
1
2
Bꢀ GIÁO DꢁC ĐÀO TꢂO
ĐꢀI HꢁC ĐÀ NꢂNG
Công trình ñưꢃc hoàn thành tꢄi
ĐꢂI HꢅC ĐÀ NꢆNG
Ngưꢇi hưꢈng dꢉn khoa hꢊc: PGS.TS Hoàng Dương Hùng
LÊ THꢃ NGꢁC OANH
Phꢋn biꢌn 1 : PGS. TS Nguyꢍn Bꢎn
Phꢋn biꢌn 2 : PGS. TS Đào Ngꢊc Chân
NGHIÊN CꢄU CƠ Sꢅ TÍNH TOÁN THIꢆT Kꢆ THIꢆT
Bꢃ TÍCH TRꢇ NĂNG LƯꢈNG NHIꢉT MꢊT TRꢋI
DÙNG MÔI CHꢌT NÓNG CHꢍY
Luꢏn văn ñưꢃc bꢋo vꢌ tꢄi Hꢐi ñꢑng chꢒm Luꢏn văn tꢎt nghiꢌp
thꢄc sĩ Công nghꢌ nhiꢌt hꢊp tꢄi Đꢄi hꢊc Đà Nꢓng vào ngày 21
tháng 11 năm 2011.
Chuyên ngành: Công nghꢎ Nhiꢎt
Mã sꢏ: 60.52.80
TÓM TꢐT LUꢑN VĂN THꢀC SĨ Kꢒ THUꢑT
Có thꢔ tìm hiꢔu luꢏn văn tꢄi :
- Trung tâm Thông tin – Hꢊc liꢌu, Đꢄi hꢊc Đà Nꢓng
- Trung tâm Hꢊc liꢌu, Đꢄi hꢊc Đà Nꢓng
Đà Nꢓng – Năm 2011
3
4
Mꢅ ĐꢔU
năng lưꢃng nhiꢌt mꢚt trꢇi.
1. Lý do chꢕn ñꢖ tài
4. Phương pháp nghiên cꢘu
Nhu cꢕu vꢖ năng lưꢃng ngày càng tăng nên có nguy cơ cꢄn
kiꢌt nguꢑn nhiên liꢌu dꢗ trꢘ. Sꢗ suy thoái vꢖ môi trưꢇng nghiêm
trꢊng. Vì vꢏy, cꢕn phꢋi có nguꢑn năng lưꢃng mꢈi ñáp ꢙng nhu cꢕu
năng lưꢃng trong tương lai.
Nghiên cꢙu lý thuyꢛt kꢛt hꢃp vꢈi thꢗc nghiꢌm.
5. Tài liꢎu nghiên cꢘu
- Các tài liꢌu, tꢄp chí trong và ngoài nưꢈc.
- Nguꢑn tư liꢌu tꢣ mꢄng Internet.
Năng lưꢃng mꢚt trꢇi (NLMT) - nguꢑn năng lưꢃng sꢄch và tiꢖm
tàng nhꢒt - ñang ñưꢃc ñꢚc biꢌt quan tâm. Thiꢛt bꢜ sꢝ dꢞng NLMT
hiꢌn nay ꢟ Viꢌt Nam chꢠ yꢛu là, hꢌ thꢎng cung cꢒp nưꢈc nóng bꢡng
NLMT, hꢌ thꢎng cung cꢒp ñiꢌn dùng pin mꢚt trꢇi, bꢛp NLMT.
Viꢌc ꢙng dꢞng NLMT trong thꢗc tꢛ còn khiêm tꢎn. Nguyên
nhân chính là các thiꢛt bꢜ sꢝ dꢞng NLMT làm viꢌc không ꢢn ñꢜnh,
không liên tꢞc. Vì thꢛ, cꢕn nghiên cꢙu công nghꢌ tích trꢘ năng
lưꢃng nhiꢌt mꢚt trꢇi ñꢔ có thꢔ chꢠ ñꢐng trong viꢌc sꢝ dꢞng.
Mꢐt trong nhꢘng công nghꢌ ñꢔ tích trꢘ năng lưꢃng nhiꢌt mꢚt
trꢇi là dùng môi chꢒt nóng chꢋy. Hiꢌn nay, công nghꢌ này chưa
nghiên cꢙu cơ sꢟ tính toán thiꢛt kꢛ thiꢛt bꢜ tích trꢘ năng lưꢃng
nhiꢌt mꢚt trꢇi mꢐt cách chính xác, cꢞ thꢔ.
6. Ý nghĩa khoa hꢕc và thꢚc tiꢛn
Tính chính xác lưꢃng nhiꢌt tích trꢘ ñưꢃc trong nhꢘng thiꢛt bꢜ
cꢞ thꢔ, giúp cho viꢌc thiꢛt kꢛ thiꢛt bꢜ ñúng theo yêu cꢕu sꢝ dꢞng, tꢏn
dꢞng hiꢌu quꢋ NLMT, giúp cho viꢌc ꢙng dꢞng NLMT vào thꢗc tꢛ
ngày càng phꢢ biꢛn hơn.
7. Bꢏ cꢗc luꢜn văn
Mꢤ ĐꢥU
Chương 1: LÝ THUYꢦT TꢧNG QUAN Vꢨ NĂNG LƯꢩNG
MꢪT TRꢫI
Chương 2: CÁC Bꢀ THU NĂNG LƯꢩNG MꢪT TRꢫI
DÙNG GƯƠNG PHꢬN Xꢂ
Chương 3: CÔNG NGHꢭ TÍCH TRꢮ NĂNG LƯꢩNG NHIꢭT
MꢪT TRꢫI
Xuꢒt phát tꢣ thꢗc tꢛ ñó, chúng tôi chꢊn và nghiên cꢙu ñꢖ tài:
"Nghiên cꢀu cơ sꢁ tính toán thiꢂt kꢂ thiꢂt bꢃ tích trꢄ năng lưꢅng
nhiꢆt mꢇt trꢈi dùng môi chꢉt nóng chꢊy".
Chương 4: NGHIÊN CꢯU CƠ Sꢤ TÍNH TOÁN THIꢦT Kꢦ
THIꢦT Bꢰ TÍCH TRꢮ NHIꢭT MꢪT TRꢫI DÙNG MÔI CHꢱT
NÓNG CHꢬY
2. Mꢗc tiêu nghiên cꢘu
+ Nghiên cꢙu lꢏp cơ sꢟ tính toán thiꢛt kꢛ thiꢛt bꢜ tích trꢘ năng
lưꢃng nhiꢌt mꢚt trꢇi dùng môi chꢒt nóng chꢋy
Chương 5 : LꢲP MÔ HÌNH, THꢳC NGHIꢭM VÀ SO SÁNH,
ĐÁNH GIÁ HIꢭU QUꢬ CꢴA THIꢦT Bꢰ TÍCH TRꢮ NHIꢭT
KꢦT LUꢲN VÀ KIꢦN NGHꢰ
+ Kiꢔm chꢙng các công thꢙc tính toán ñưꢃc lꢏp ra vꢈi mꢐt mô
hình thiꢛt bꢜ tích trꢘ năng lưꢃng nhiꢌt mꢚt trꢇi thꢗc tꢛ.
3. Nꢙi dung nghiên cꢘu
Trꢊng tâm chính là lꢏp cơ sꢟ tính toán các quá trình tích trꢘ
5
6
CHƯƠNG 1: LÝ THUYꢆT TꢝNG QUAN Vꢞ NĂNG LƯꢈNG
MꢊT TRꢋI
1.2.4.3 Tꢉn thꢊt do hꢊp thꢋ bꢁc xꢅ cꢆa kính
1.2.4.4 Hꢀ sꢌ truyꢍn qua và hꢀ sꢌ phꢄn xꢅ cꢆa kính
Đꢎi vꢈi các bꢐ thu NLMT thꢗc tꢛ có giá trꢜ D ≈ 1 (D// ≈ 1).
1.2.4.5 Hꢀ sꢌ truyꢍn qua ñꢌi vꢎi bꢁc xꢅ khuꢏch tán
1.2.4.6 Tích sꢌ cꢆa hꢀ sꢌ truyꢍn qua và hꢀ sꢌ hꢊp thꢋ (DA)
1.2.4.7 Tꢉng bꢁc xꢅ mꢇt trꢈi hꢊp thꢋ ñưꢐc cꢆa bꢑ thu
1.2.5 Cân bꢑng nhiꢆt và nhiꢆt ñꢓ cân bꢑng cꢌa vꢕt thu bꢀc xꢍ
mꢇt trꢈi
1.1 Tꢟng quan vꢖ năng lưꢠng mꢡt trꢢi
1.1.1 Vꢃ trí, cꢉu trúc và kích thưꢋc mꢇt trꢈi
Mꢏt ñꢐ dòng bꢙc xꢄ trꢗc xꢄ ꢟ ngoài lꢈp khí quyꢔn, tính ñꢎi
vꢈi 1m2 bꢖ mꢚt ñꢚt vuông góc vꢈi tia bꢙc xꢄ:
2
2.3,14.32
360.60
4
4
≈ 1353 W/m2
5762
100
q =
.5,67.
Phương trình cân bꢡng nhiꢌt cho V có dꢄng:
4
Cưꢇng ñꢐ bꢙc xꢄ toàn phꢕn là Eo = σo.To = 6,25.107 W/m2
Công suꢒt do V hꢒp thꢞ = Công suꢒt phát bꢙc xꢄ tꢣ V
4
4
Hay A.Et.Ft = E.F→A.σo.To (D/2r)2.Ft = ε.σo.To F (1-29)
Công suꢒt bꢙc xꢄ toàn phꢕn cꢠa Mꢚt trꢇi là:
4
Qo = Eo.F = σo.To .π.D2= 3,8.1026W
Nꢛu vꢏt V có thông sꢎ (ρ, C, ε, A, F, V) ñꢚt trong khí quyꢔn
1.2 Phương pháp tính toán cưꢢng ñꢙ bꢘc xꢣ mꢡt trꢢi
1.2.1 Tính toán góc tꢋi cꢌa bꢀc xꢍ trꢎc xꢍ
nhiꢌt ñꢐ tf, toꢋ nhiꢌt phꢙc hꢃp hꢌ sꢎ α, thì phương trình cân bꢡng
nhiꢌt trong thꢇi gian dτ cho V là:
1.2.2 Bꢀc xꢍ mꢇt trꢈi ngoài khí quyꢏn lên mꢇt phꢐng nꢑm ngang
1.2.3 Tꢒng cưꢈng ñꢓ bꢀc xꢍ mꢇt trꢈi lên bꢔ mꢇt trên trái ñꢉt
Trong tính toán kꢵ thuꢏt, xem cưꢇng ñꢐ bꢙc xꢄ tꢈi mꢚt ñꢒt là
A.En.sin(ω.τ).Ft(τ).dτ = ρ.V.C.dt + α.F.(t - tf) .dτ
dt
αF AEm
=
t
có dꢄng
(1-30)
+t
F(τ)sin(ωτ)
dτ ρVC ρVC
hàm cꢠa thꢇi gian τ:
E(τ) = En.sinϕ(τ)
Khi biꢛt Ft(τ), có thꢔ giꢋi phương trình trên vꢈi ñiꢖu kiꢌn ñꢕu
t(τ = 0) = tf ñꢔ tìm hàm biꢛn ñꢢi t(τ) cꢠa nhiꢌt ñꢐ vꢏt theo thꢇi gian.
ϕ(τ) = ω.τ là góc nghiêng tia nꢶng so vꢈi mꢚt ñꢒt,
1.2.6 Năng lưꢅng bꢀc xꢍ mꢇt trꢈi ꢁ Viꢆt Nam
1.3 Tꢟng quan vꢖ thiꢤt bꢥ sꢦ dꢗng năng lưꢠng mꢡt trꢢi
1.3.1 Bꢂp nꢉu dùng năng lưꢅng mꢇt trꢈi
1.3.2 Thiꢂt bꢃ chưng cꢉt nưꢋc dùng năng lưꢅng mꢇt trꢈi
1.3.3 Thiꢂt bꢃ nꢉu nưꢋc nóng bꢑng năng lưꢅng mꢇt trꢈi
1.3.4 Thiꢂt bꢃ làm lꢍnh và ñiꢔu hoà không khí dùng năng lưꢅng
mꢇt trꢈi
2π
2π
ω =
=
= 7,27.10−5rad/s
là tꢎc ñꢐ góc tꢗ xoay cꢠa trái
τn 24.3600
ñꢒt.
En[W/m2] là cưꢇng ñꢐ bꢙc xꢄ cꢗc ñꢄi trong ngày, lꢒy trꢜ
trung bình cꢋ năm theo sꢎ liꢌu ño lưꢇng thꢗc tꢛ tꢄi vĩ ñꢐ cꢕn xét.
1.2.4 Bꢀc xꢍ mꢇt trꢈi truyꢔn qua kính
1.2.4.1 Hiꢀu ꢁng lꢂng kính
1.3.5 Pin mꢇt trꢈi
1.2.4.2 Sꢃ phꢄn xꢅ cꢆa bꢁc xꢅ mꢇt trꢈi
7
8
CHƯƠNG 3: CÔNG NGHꢉ TÍCH TRꢇ NĂNG LƯꢈNG
NHIꢉT MꢊT TRꢋI
1.3.6 Nhà máy nhiꢆt ñiꢆn sꢖ dꢗng năng lưꢅng mꢇt trꢈi
1.3.7 Thiꢂt bꢃ sꢉy khô dùng năng lưꢅng mꢇt trꢈi
CHƯƠNG 2: Bꢧ THU TꢑP TRUNG NĂNG LƯꢈNG
MꢊT TRꢋI
3.1 Tꢟng quan vꢖ kꢫ thuꢜt tích trꢬ nhiꢎt năng lưꢠng mꢡt trꢢi
3.1.1 Trꢄ nhiꢆt bꢑng hꢆ thꢚng tuꢛn hoàn tꢎ nhiên (hiꢆu ꢀng
siphon nhiꢆt)
2.1 Các loꢣi gương phꢨn xꢣ
A
Đꢐ chênh áp giꢘa hai nhánh
2.1.1 Các ñꢇc trưng cꢌa bꢓ thu năng lưꢅng mꢇt trꢈi dùng gương
phꢊn xꢍ
ñưꢃc mô tꢋ bꢡng công thꢙc:
∆p = h.ρ.(T1 – T2)
Vꢈi ρ là khꢎi lưꢃng riêng
cꢠa chꢒt lꢷng.
T2
2.1.2 Đꢓ tꢕp trung năng lưꢅng bꢀc xꢍ
T1
h
F
E
k = Et/E = 1 - R + R. Fh/ Ft
= 1 + R.( Fh/ Ft - 1).
B
Hình 3.1 Hiꢀu ꢁng siphon nhiꢀt
Nꢛu coi R ≈ 1 thì k ≈ Fh/t.
R
R
3.1.2 Trꢄ nhiꢆt bꢑng hꢆ thꢚng tuꢛn hoàn cưꢜng bꢀc
Trong nhiꢖu trưꢇng
2.1.3 Gương phꢐng
F
2.1.4 Gương nón
Hình 2.1 Hꢀ gương và mꢇt thu
hꢃp phꢋi chuyꢔn nưꢈc nóng
2.1.4.1 Gương nón cꢋt
2.1.4.2 Gương nón
ñi xa, tꢢn thꢒt dꢊc ñưꢇng
lꢈn, nên bꢶt buꢐc phꢋi mꢶc
2.1.5 Gương Parabol
2.1.5.1 Gương Parabol tròn xoay
2.1.5.2 Gương Parabol trꢋ
C
R
thêm vào hꢌ mꢐt bơm ñiꢌn
P ñꢔ tăng vꢏn tꢎc tuꢕn hoàn
trong hꢌ thꢎng.
P
Xét gương parabol trꢞ rꢐng 2r, dài L tꢏp trung phꢋn xꢄ vào
Hình 3.2 Hꢀ tuꢓn hoàn cưꢔng bꢁc
mꢚt thu hình ꢎng trꢞ ñưꢇng kính d ñꢚt tꢄi tiêu ñiꢔm, thì ñꢐ tꢏp trung:
3.1.3 Trꢄ nhiꢆt bꢑng hꢆ có hai chꢉt lꢝng và bình chꢀa có
bꢓ trao ñꢒi nhiꢆt
2r
k = 1+ R
(2-17)
−1
πd
Chꢒt lꢷng sơ cꢒp 1 ñi qua bꢐ trao ñꢢi nhiꢌt có dꢄng xoꢶn
hoꢚc tꢒm phꢸng ñꢚt bên trong bình chꢙa R, chꢒt lꢷng 2 nhꢏn nhiꢌt
tꢣ chꢒt lꢷng 1 qua bꢐ trao ñꢢi nhiꢌt (hình 3.3).
2.2 Hꢎ thꢏng ñiꢖu chꢩnh gương theo hưꢪng mꢡt trꢢi
2.2.1 Quꢘ ñꢍo trái ñꢉt quay quanh mꢇt trꢈi
2.2.2 Phương pháp ñiꢔu chꢙnh gương theo hưꢋng mꢇt trꢈi
2.2.2.1 Hꢀ thꢌng ñiꢍu chꢒnh dùng ñꢑng cơ
2.2.2.2 Hꢀ thꢌng ñiꢍu chꢒnh dùng panel cꢄm biꢏn
9
10
lꢈn thì thꢔ tích cꢠa bình chꢙa giꢋm mꢐt cách ñáng kꢔ.
3.2 Đꢡc tính cꢭa môi chꢮt nóng chꢨy
1
3.2.1 Khái niꢆm vꢔ pha và sꢎ chuyꢏn pha
R
3.2.1.1 Sꢃ thay ñꢉi cꢆa entropy khi chuyꢕn pha
3.2.1.2 Sꢃ phꢋ thuꢑc cꢆa nhiꢀt ñꢑ chuyꢕn pha vào áp suꢊt
3.2.2 Hiꢆn tưꢅng chuyꢏn pha trong chꢉt rꢞn
Vꢈi mꢻi chꢒt rꢶn, khi nung nóng tꢈi mꢐt nhiꢌt ñꢐ nóng chꢋy
sꢼ bꢶt ñꢕu chuyꢔn tꢣ pha rꢶn sang pha lꢷng, ñó là hiꢌn tưꢃng nóng
chꢋy. Đꢔ chꢒt rꢶn nóng chꢋy hꢛt thì phꢋi cung cꢒp thêm mꢐt nhiꢌt
lưꢃng ñꢔ chuyꢔn hoàn toàn trꢄng thái tꢣ rꢶn thành lꢷng gꢊi là nhiꢌt ꢹn
nóng chꢋy. Khi làm lꢄnh các chꢒt lꢷng tꢈi mꢐt nhiꢌt ñꢐ và áp suꢒt xác
ñꢜnh chꢒt lꢷng sꢼ chuyꢔn tꢣ pha lꢷng trꢟ thành pha rꢶn, ñó là hiꢌn
tưꢃng ñông ñꢚc. Trong quá trình này vꢏt toꢋ ra mꢐt nhiꢌt lưꢃng ñúng
bꢡng nhiꢌt lưꢃng thu vào trong quá trình nóng chꢋy.
3.3. Mꢙt sꢏ môi chꢮt nóng chꢨy thưꢢng dùng
3.3.1 Các yêu cꢛu ñꢚi vꢋi môi chꢉt nóng chꢊy
3.3.1.1 Các ñꢇc tính nhiꢀt ñꢑng
1
Hình 3.3 Bình chꢁa có bꢑ trao ñꢉi nhiꢀt
3.1.4 Tích trꢄ nhiꢆt bꢑng chꢉt cꢊm nhiꢆt
Trưꢇng hꢃp ñơn
giꢋn nhꢒt là ñun nưꢈc nóng
trong bình tích dùng trꢗc
tiꢛp cho gia ñình. Khi ñó hꢌ
phꢋi có chꢒt tích nhiꢌt trung
gian là chꢒt lꢷng hoꢚc chꢒt
rꢶn, vꢈi mꢐt khꢎi lưꢃng lꢈn.
Trong bình chꢙa có hai bꢐ
trao ñꢢi nhiꢌt 1 và 2
(hình 3.4).
C
2
1
P
Hình 3.4 Hꢀ thu- tích nhiꢀt có bù nhiꢀt
3.3.1.2 Các ñꢇc tính ñꢑng hꢖc
3.1.5 Trꢄ nhiꢆt bꢑng môi chꢉt nóng chꢊy
3.3.1.3 Đꢇc tính hoá hꢖc
Giꢋ sꢝ mꢐt chꢒt ꢟ nhiꢌt ñꢐ T1 nhꢏn mꢐt nhiꢌt lưꢃng nào ñó
thì nhiꢌt ñꢐ tăng lên và nóng chꢋy ꢟ nhiꢌt ñꢐ T2 = const. So sánh
nhiꢌt lưꢃng tích ñưꢃc trong mꢐt ñơn vꢜ khꢎi lưꢃng cꢠa vꢏt liꢌu
trꢘ nhiꢌt có thay ñꢢi trꢄng thái do hiꢌn tưꢃng ꢹn nhiꢌt vꢈi nhiꢌt lưꢃng
không thay ñꢢi trꢄng thái thì ta nhꢏn ñưꢃc tꢺ sꢎ:
3.3.1.4 Các ñꢇc tính kinh tꢏ
3.3.2 Đꢇc tính cꢌa mꢓt sꢚ môi chꢉt nóng chꢊy thưꢈng dùng
3.3.2.1 Vꢗt liꢀu hꢘu cơ
a. Paraffin
C T − T + L T
Sáp paraffin có màu trꢶng, không mùi, không vꢜ vꢈi nhiꢌt ñꢐ
nóng chꢋy trong khoꢋng tꢣ 47oC ñꢛn 64oC (116,6oF ñꢛn 147,2oF),
có khꢎi lưꢃng riêng khoꢋng 0,9 g/cm3.
p
2
1
2
(3-2)
C T − T
(
)
p
2
1
Trong ñó L(T2): nhiꢌt ꢹn thay ñꢢi trꢄng thái ꢟ nhiꢌt ñꢐ T2.
Trong thꢗc tꢛ giá trꢜ cꢠa L(T2) lꢈn hơn rꢒt nhiꢖu so vꢈi
Cp(T2 – T1). Do ñó, nꢛu chꢊn môi chꢒt nóng chꢋy có giá trꢜ nhiꢌt ꢹn
11
12
Bꢄng 3.1 Các thông sꢌ cꢆa mꢑt sꢌ Paraffin
CHƯƠNG 4: TÍNH TOÁN THIꢆT Kꢆ THIꢆT Bꢃ
TÍCH TRꢇ CꢌP NĂNG LƯꢈNG MꢊT TRꢋI DÙNG
MÔI CHꢌT NÓNG CHꢍY
Sꢏ lưꢠng nguyên
Nhiꢎt ñꢙ nóng
chꢨy (oC)
50,6
Nhiꢎt ꢯn nóng
tꢦ Cacbon
chꢨy (kJ/kg)
255
4.1 Cꢮu tꢣo, nguyên lý hoꢣt ñꢙng và các quá trình tích trꢬ
nhiꢎt cꢭa thiꢤt bꢥ
cꢮp
24
25
49,4
238
4.1.1 Cꢉu tꢍo mô hình thiꢂt bꢃ
26
56,3
256
1. Gương phꢋn xꢄ Parabol trꢞ
7
27
28
58,8
236
2. ꢽng lꢑng kính và cách nhiꢌt
60
220
3. ꢽng vꢷ chꢙa môi chꢒt nóng chꢋy
4. ꢽng dꢉn nưꢈc cꢕn làm nóng
5. Cơ cꢒu ñiꢖu chꢾnh gương quay tꢗ
ñꢐng theo hưꢈng mꢚt trꢇi
1
29
63,4
240
6
2
30
65,4
251
3
b. Chꢒt phi paraffin
3.3.2.2 Vꢗt liꢀu vô cơ
a. Muꢎi hydrat
b. Kim loꢄi
3.3.2.3 Eutectics
8
4
5
6. Môi chꢒt nóng chꢋy
Hình 4.1 Mô hình thiꢏt bꢙ thu
trꢘ cꢊp nhiꢀt bꢁc xꢅ mꢇt trꢈi
7. Van dꢉn nưꢈc vào
8. Van dꢉn nưꢈc ra
4.1.2 Nguyên lý hoꢍt ñꢓng
4.1.3 Các quá trình tích trꢄ cꢉp nhiꢆt cꢌa thiꢂt bꢃ
3.3.3 Lꢎa chꢟn môi chꢉt nóng chꢊy sꢖ dꢗng cho bꢓ thu
ꢤ luꢏn văn này, chꢊn Paraffin làm môi chꢒt nóng chꢋy vì:
- Khꢋ năng ꢙng dꢞng ꢟ phꢄm vi nhiꢌt ñꢐ lꢈn
- Khꢋ năng nóng chꢋy tương ñꢸng
- Khꢋ năng tương thích vꢈi vꢏt liꢌu xây dꢗng thông thưꢇng
- Không phân tꢕng
- Tính chꢒt hoá hꢊc ꢢn ñꢜnh
- Nhiꢌt ꢹn nóng chꢋy cao
- An toàn và không phꢋn ꢙng
- Khꢋ năng tái sꢝ dꢞng
1) Quá trình τ (0 ÷ τc1) gia nhiꢌt môi chꢒt lên ñꢛn nhiꢌt ñꢐ tc.
2) Quá trình τ (τc1÷ τc2) môi chꢒt nóng chꢋy ñꢸng nhiꢌt tc= const,
chuyꢔn tꢣ pha rꢶn sang pha lꢷng hoàn toàn.
13
14
3) Quá trình τ (τc2÷ τm) gia nhiꢌt bꢢ sung ñꢔ lꢷng môi chꢒt tăng
nhiꢌt ñꢐ tꢣ nhiꢌt ñꢐ nóng chꢋy tc lên nhiꢌt ñꢐ tm > tc.
4) Quá trình τ (τm÷ τ2) là quá trình trꢘ nhiꢌt và cꢒp nhiꢌt cho nưꢈc.
4.2 Tính toán quá trình cꢮp nhiꢎt cho môi chꢮt nóng chꢨy
4.2.1 Phát biꢏu bài toán tính thông sꢚ các quá trình
Cho 1 thiꢛt bꢜ có kꢛt cꢒu
- Gia nhiꢌt cho môi chꢒt: dU = mCrdt
(4-4)
(4-5)
(4-6)
(4-7)
vꢈi: m là khꢎi lưꢃng cꢠa môi chꢒt, [kg]
- Đun nóng ꢎng dꢉn nưꢈc: dU1=m1C1dt
vꢈi: m1 là khꢎi lưꢃng cꢠa ꢎng dꢉn nưꢈc, [kg]
- Đun nóng ꢎng vꢷ chꢙa môi chꢒt: dU2=m2C2dt
vꢈi: m2 là khꢎi lưꢃng cꢠa ꢎng vꢷ chꢙa môi chꢒt, [kg]
t - tf
- Nhiꢌt truyꢖn ra môi trưꢇng: δQ2 =
Ldτ
như hình 4.3.
Rl
Cꢕn tìm hàm nhiꢌt ñꢐ t(τ)
mK
W
cꢠa môi chꢒt và tính các thꢇi gian
vꢈi: Rl là nhiꢌt trꢟ dꢉn nhiꢌt cꢠa mꢐt 1m chiꢖu dài trꢞ,
ñꢚc trưng cho các quá trình theo
1
d3
1
d3
1
(4-8)
Rl =
ln
+
ln
+
2πλk d2 2πλK d3 − 2δ3 πd3α
tꢒt cꢋ các thông sꢎ ñã cho.
W
m K
4.2.2 Các giꢊ thiꢂt khi tính toán
vꢈi α là hꢌ sꢎ tꢷa nhiꢌt tꢣ kính ra không khí,
2
1) Gương Parabol ñưꢃc quay
Do ñó, phương trình cân bꢡng nhiꢌt trꢟ thành:
sao cho tia nꢶng luôn vuông góc
t - tf
m C dt +
Ldτ
εDFEn sinωτdτ = mCpdt +
∑
(4-9)
i
i
Rl
vꢈi mꢚt thu F = 2rL.
2) Thiꢛt bꢜ ñưꢃc khꢟi ñꢐng
J
m C = m C + m C ,
vꢈi:
∑
i
i
1
1
2
2
lúc τ= 0, là lúc mꢚt trꢇi mꢊc.
K
3) Trꢇi luôn quang mây, có nꢶng
Đꢚt T(τ) = t(τ) – tf gꢊi là ñꢐ gia nhiꢌt và ñưa vꢖ dꢄng
trong khoꢋng τ (0 ÷ τn/2=12h)
chính tꢶc, phương trình (4-9) có dꢄng:
L
vꢈi cưꢇng ñꢐ bꢙc xꢄ tꢈi mꢚt Ft là
dT
Rl
εDFEn
(4-10)
(4-11)
E(τ) = Ensinωτ.
+ T
=
sinωτ
dτ
mC + m C mC + m C
∑
∑
p
i
i
p
i
i
4) Tꢄi mꢻi thꢇi ñiꢔm τ, coi nhiꢌt ñꢐ cꢠa hꢌ là ñꢑng nhꢒt
5) Các thông sꢎ cho trưꢈc là không ñꢢi trong thꢇi gian ∆τ khꢋo sát.
4.2.3 Tính toán quá trình gia nhiꢆt môi chꢉt rꢞn
εDFEn
mC + m C
P
K
s
Đꢚt
a =
=
,
C
∑
p
i
i
L
4.2.3.1 Xác ñꢙnh hàm nhiꢀt ñꢑ t(τ) khi gia nhiꢀt môi chꢊt rꢚn
Rl
W 1
và
(4-12)
Lꢏp phương trình cân bꢡng nhiꢌt cho hꢌ:
δQ1 = dU + dU1 + dU2 + δQ2
δQ1 = εDFEnsinωτdτ
b =
=
,
mC + m C
C
s
∑
p
i
i
(4-1)
(4-2)
vꢈi:
15
16
t −t Lω
t −t Lωτ
mωr
−
(4-23)
c
f
c
f
c2
Phương trình cân bꢡng nhiꢌt sꢼ thành:
T’(τ) + bT(τ) = asinωτ
c
cos ωτ = cos ωτ
+
)
c1
τc1 −
(
)
(
c2
RlP
P
RlP
(4-13)
(4-14)
Có thꢔ xác ñꢜnh τc2 (τc2 ÷ τn/2) bꢡng phương pháp lꢚp.
T(0) = 0
4.3 Tính toán quá trình trꢬ nhiꢎt
Giꢋi hꢌ trên, tìm ñưꢃc hàm phân bꢎ nhiꢌt ñꢐ cꢠa môi chꢒt
trong hꢐp thu gương parabol trꢞ khi gia nhiꢌt là:
4.3.1 Thiꢂt kꢂ cách nhiꢆt cho ꢚng chꢀa môi chꢉt nóng chꢊy
Phương pháp cách nhiꢌt ꢎng chꢙa môi
chꢒt là dùng 2 lꢈp không khí tĩnh bꢊc ngoài
(4-16)
a
ω
e−bτ
t τ = t +
( )
sin ωτ − arctg
+
,
ꢎng môi chꢒt, ñưꢃc ngăn cách bꢟi ꢎng kính
f
b2 + ω2
b
2
b
1+
gꢶn cꢎ ñꢜnh và mꢐt ꢎng lꢑng có các thông sꢎ
ω
e − bτ
d4L, ρ4δ4λ4C4, hꢌ sꢎ hꢒp thꢞ ε4 bꢊc ngoài.
Vì sꢎ hꢄng cuꢎi cꢠa tꢢng
có thꢔ bꢷ qua khi τ > 2h.
2
4.3.2 Tính toán cách nhiꢆt cho ꢚng chꢀa môi chꢉt nóng chꢊy
Khi tính cách nhiꢌt cho ꢎng, ta sꢼ tính trong ñiꢖu kiꢌn chưa
sꢝ dꢞng nhiꢌt, tꢙc là không cho nưꢈc vào ꢎng dꢉn nưꢈc ñꢔ cꢒp nhiꢌt.
4.3.2.1 Tính tꢉn thꢊt nhiꢀt tꢛ ꢌng lꢂng ra môi trưꢈng bên ngoài
Lưꢃng nhiꢌt tꢢn thꢒt tꢣ ꢎng ra ngoài môi trưꢇng là:
b
1 +
ω
Do ñó có thꢔ viꢛt lꢄi hàm phân bꢎ nhiꢌt ñꢐ cꢠa môi chꢒt
trong hꢐp thu gương parabol trꢞ khi gia nhiꢌt là:
a
ω
(4-17)
t τ = t +
( )
sin ωτ − arctg
f
b2 + ω2
tc − tf
b
(4-24)
Qtt = qlL =
L
Rltt
4.2.3.2 Tính thꢈi ñiꢕm môi chꢊt bꢚt ñꢓu nóng chꢄy τc1
Giꢋi phương trình T(τ) = tc – tf = Tc
mK
W
1
d4
1
Vꢈi
(4-25)
(4-18)
Rltt =
ln
+
,
2πλk d2 πd4αtt
a
ω
hay:
sin ωτ − arctg
= T
c
b2 + ω2
b
4.3.2.2 Xác ñꢙnh thꢈi gian bꢄo quꢄn τo
Tìm ñưꢃc thꢇi ñiꢔm môi chꢒt bꢶt ñꢕu nóng chꢋy:
Tꢣ phương trình cân bꢡng nhiꢌt: Qttτo = mrc
(4-26)
(4-27)
mrc
τn
T
b2 + ω2
ω
τo =
(4-19)
Do ñó, thꢇi gian bꢋo quꢋn τo là:
c
τc1 =
arcsin
+ arctg
Qtt
2π
a
b
4.4 Tính toán quá trình cꢮp nhiꢎt cho nưꢪc
4.4.1 Tính cꢉp nưꢋc nóng
4.2.4 Tính toán quá trình nóng chꢊy môi chꢉt
Lꢏp phương trình cân bꢡng nhiꢌt:
Giꢋ thiꢛt rꢡng hꢐ tiêu thꢞ cꢕn nưꢈc nóng có nhiꢌt ñꢐ tn
vꢈi nhiꢌt ñꢐ nưꢈc vào bꢡng nhiꢌt ñꢐ môi trưꢇng tf.
δQ1 = rc dm + δQ2
Xác ñꢜnh ñưꢃc τc2 như là nghiꢌm cꢠa phương trình:
17
18
4.4.1.1 Xác ñꢙnh lưu lưꢐng Gn cꢆa nưꢎc
Tꢣ phương trình cân bꢡng nhiꢌt cho nưꢈc:
α t − t πd L = G C t − t
4.5 Tính toán các thông sꢏ cꢭa thiꢤt bꢥ mꢰu tích trꢬ cꢮp nhiꢎt
năng lưꢠng mꢡt trꢢi
(4-28)
4.5.1 Mô tꢊ thiꢂt bꢃ và các thông sꢚ chꢟn trưꢋc
Bꢄng 4.1 Các thông sꢌ chꢖn trưꢎc cꢆa thiꢏt bꢙ mꢜu
n
c
n−f
1
n
pn
n
f
Tìm ñưꢃc lưu lưꢃng Gn cꢠa nưꢈc qua ꢎng d1 là:
tn + tf
)
Tên chi tiꢤt
Parabol
Vꢜt liꢎu
Inox
Tên thông sꢏ
Rꢐng
Dài
Hꢌ sꢎ phꢋn xꢄ
Đưꢇng kính trong
Dày
Khꢎi lưꢃng riêng
Nhiꢌt dung riêng
Hꢌ sꢎ dꢉn nhiꢌt
Ký hiꢎu
Giá trꢥ
0,4m
1,25m
0,9
0,02m
0,001m
8920kg/m3
380J/kgK
390W/mK
α
tc −
πd1L
α n t − t πd L
(
)
2
c
n−f
1
n
r
L
R
d1
δ1
ρ1
C1
λ1
d2
δ2
ε
d3
δ3
λ3
D
,[kg/s] (4-29)
Gn =
=
Cpn t − t
Cpn t − t
(
)
(
n
f
n
f
ꢽng dꢉn nưꢈc Đꢑng
4.4.1.2 Xác ñꢙnh lưꢐng nưꢎc nóng thu ñưꢐc và thꢈi gian cꢊp
nưꢎc nóng
Tꢣ phương trình cân bꢡng nhiꢌt:
mrc = MnCpn (tn – tf)
(4-30)
(4-31)
ꢽng chꢙa môi Đꢑng
chꢒt
Đưꢇng kính trong
Dày
Đꢐ ñen
0,2m
0,001m
0,9
0,222m
0,001m
0,74W/mK
0,9
mr
c
Tìm ñưꢃc:
, [kg]
Mn =
Cpn t − t
(
)
n
f
ꢽng lꢑng kính Thꢠy tinh Đưꢇng kính ngoài
Dày
Hꢌ sꢎ dꢉn nhiꢌt
Đꢐ trong
Mn
, [s]
(4-32)
∆τn =
Gn
Đꢐ ñen ꢎng kính
0,1
εK = 1 – D
4.4.2 Tính cꢉp nưꢋc sôi
Môi
chꢒt Paraffin
Khꢎi lưꢃng riêng
Nhiꢌt dung riêng
Nhiꢌt ñꢐ nóng chꢋy
Nhiꢌt ꢹn nóng chꢋy
Hꢌ sꢎ dꢉn nhiꢌt
900kg/m3
2150J/kgK;
60oC
ρ
Cp
tc
rc
λ
tf
λk
ω
4.4.3 Tính cꢉp hơi bão hòa khô
nóng chꢋy
4.4.3.1 Xác ñꢙnh lưu lưꢐng Gh qua ꢌng d1
Tꢣ phương trình truyꢖn nhiꢌt:
220000J/kg
0,17W/mK
30oC
0,03W/mK
4m/s
Môi trưꢇng Không
xung quanh khí
Nhiꢌt ñꢐ
h
(4-36)
(4-37)
αηn t − t πd L = G Cpn t − t + r
c
s
2
h
s
f
Hꢌ sꢎ dꢉn nhiꢌt
Tꢎc ñꢐ gió trung
bình
Cưꢇng ñꢐ BXMT
trung bình
vꢈi rh là nhiꢌt ꢹn hóa hơi cꢠa nưꢈc, rh = 2257kJ/kg
α hn t − t πd L
En
940W/m2
(
c
s
2
suy ra:
,[kg]
Gh =
Cpn t − t + r
)
s
f
h
4.5.2 Tính hꢆ sꢚ tꢝa nhiꢆt phꢀc hꢅp tꢠ ꢚng kính d3 ra môi trưꢈng
không khí
4.4.3.2 Xác ñꢙnh lưꢐng hơi bão hòa thu ñưꢐc và thꢈi gian cꢊp
hơi bão hòa
α = 17,02 W/m2K.
mrc
,[kg]
(4-39)
(4-40)
Mh =
4.5.3 Tính các thông sꢚ kꢘ thuꢕt cꢌa thiꢂt bꢃ mꢡu
(Các thông sꢎ kꢵ thuꢏt cꢠa thiꢛt bꢜ mꢉu ñưꢃc thꢔ hiꢌn ꢟ bꢋng
4.2 trang 64 trong luꢏn văn)
Cp t − t + r
(
)
s
f
h
Mh
,[s]
∆τh =
Gh
19
20
4.5.4 Tính các thông sꢚ ñꢇc trưng cꢌa thiꢂt bꢃ mꢡu
4.5.4.1 Tính quá trình gia nhiꢀt môi chꢊt
a. Tính hꢌ sꢎ tꢷa nhiꢌt tꢣ mꢚt ꢎng d1 ñꢛn nưꢈc
1
0,6535
4
α =
0,54. 4594484 = 817 W/m2K
(
)
0,02
b. Các thông sꢎ ñꢚc trưng cꢠa thiꢛt bꢜ khi cꢒp nhiꢌt cho nưꢈc
Bꢄng 4.4 Các thông sꢌ ñꢇc trưng cꢆa thiꢏt bꢙ mꢜu khi cꢊp nhiꢀt cho nưꢎc
Bꢄng 4.3. Các thông sꢌ ñꢇc trưng cꢆa thiꢏt bꢙ mꢜu khi gia nhiꢀt môi chꢊt
T
Thông sꢏ
Công thꢘc tính
Tính toán
Giá trꢥ
T
T
1
T
Thông sꢏ
Công thꢘc tính
Tính toán
Giá trꢥ
a
0,0081
Tmax
=
Lưu lưꢃng
nưꢈc Gn
0,0153kg/s
=0,92kg/phút
= 55,3kg/h
t
+ t
1
Đꢐ gia nhiꢌt
max ꢋo
50 + 30
b2 + ω2
n
c
1
n
t
f
2
2
α
t
−
πd L
817 60 −
π.0,02.1, 25
101oC
131oC
3,34.10−5 + 7,272.10−5
2
2
(
)
(
)
G
=
n
4180 50 − 30
C
− t
(
)
(
)
pn
n
f
2
3
Nhiꢌt ñꢐ
tmax = Tmax + tf
101 + 30
2
3
4
Lưꢃng
nưꢈc nóng
Mn
91,8kg
34,9.220000
mr
c
M
=
n
max khi gia
nhiꢌt ꢋo
4180 50 − 30
(
)
C
t
− t
(
)
pn
n
f
Khoꢋng
thꢇi gian
∆τn
Hiꢌu suꢒt
cꢠa thiꢛt
bꢜ
6003s
= 1,67h
M
G
91,8
n
∆τ
=
=
n
2
2
30 3,34.10−5 + 7,272.10−5
0,0153
n
Thꢇi ñiꢔm
môi chꢒt bꢶt
ñꢕu nóng
chꢋy τc1
Công thꢙc (4-19)
(
)
(
)
24
[arcsin
2π
0,0081
29,7%
M
C
t
− t
91,8.4180 50 − 30
24
2
n
pn
2
n
f
η
=
TB
η
7,272.10−5
3,34.10−5
TB
τ
n
2
2
5,51h
+arctg
]
E
F
h
940.1.
.
.3600
n
π
π
CHƯƠNG 5 : LꢑP MÔ HÌNH, KIꢱM NGHIꢉM, SO SÁNH
VÀ ĐÁNH GIÁ HIꢉU QUꢍ CꢲA THIꢆT Bꢃ TRꢇ NHIꢉT
4
5
Thꢇi ñiꢔm
môi chꢒt
τc2 là nghiꢌm cꢠa
phương trình
(4-23)
cos X = -0,5781 – 0,1236X
2π
10,43h
38,4%
X = ωτ
=
τ
c2
vꢈi
c2
τ
n
5.1 Mꢗc ñích thꢚc nghiꢎm và nguyên lý thꢚc nghiꢎm
5.1.1 Mꢗc ñích thꢎc nghiꢆm
nóng chꢋy
hoàn toàn τc2
Hiꢌu suꢒt
tích nhiꢌt cꢠa
thiꢛt bꢜ
m
Cp
t
c − tf + r
(
)
c
(
)
34,9 2150 60 − 30 + 220000
Đo các thông sꢎ thꢗc cꢠa mô hình thꢗc nghiꢌm ñꢔ so sánh
vꢈi thông sꢎ tính toán ñưꢃc thiꢛt lꢏp ꢟ chương 4.
5.1.2 Nguyên lý thꢎc nghiꢆm
ηT
=
ηT
=
2
τn
En Fh
2
24
π
2
940. .1. .3600
π
2
5.2 Thiꢤt kꢤ, chꢤ tꢣo mô hình thꢚc nghiꢎm
5.2.1 Thiꢂt kꢂ mô hình thꢎc nghiꢆm
4.5.4.2 Tính quá trình trꢘ nhiꢀt môi chꢊt
Giꢋ sꢝ dùng chính ꢎng kính d3 tìm ñưꢃc thꢇi gian bꢋo quꢋn
là τo= 1,42 ngày nên không cꢕn bꢎ trí ꢎng lꢑng cách nhiꢌt bên ngoài.
4.5.4.3 Tính quá trình cꢊp nhiꢀt cho nưꢎc
Mô hình thꢗc nghiꢌm ñưꢃc thiꢛt kꢛ có kꢛt cꢒu ñꢑng dꢄng vꢈi
mô hình thiꢛt bꢜ mꢉu ꢟ mꢞc 4.5.
Chꢊn nhiꢌt ñꢐ nưꢈc yêu cꢕu tn = 50oC vꢈi nhiꢌt ñꢐ nưꢈc ñꢕu
vào ꢎng d1 xem như bꢡng nhiꢌt ñꢐ môi trưꢇng tf = 30oC.
21
22
Bꢄng 5.1 Các thông sꢌ kꢏt cꢊu cꢆa mô hình thꢃc nghiꢀm
5.3 Tính toán các thông sꢏ kꢫ thuꢜt ñꢡc trưng cꢭa mô hình
thꢚc nghiꢎm
Tên chi tiꢤt
Vꢜt liꢎu
Tên thông sꢏ
Ký hiꢎu
Giá trꢥ
Parabol
Inox
Rꢐng
Dài
r
L
0,16m
0,5m
(Các thông sꢎ kꢵ thuꢏt cꢠa mô hình thꢗc nghiꢌm ñưꢃc thꢔ hiꢌn ꢟ
bꢋng 5.2 trang 73 trong luꢏn văn)
Hꢌ sꢎ phꢋn xꢄ
Đưꢇng kính trong
Dày
Khꢎi lưꢃng riêng
Nhiꢌt dung riêng
Hꢌ sꢎ dꢉn nhiꢌt
R
d1
δ1
ρ1
C1
λ1
0,9
0,01m
0,0005m
8920kg/m3
380J/kgK
390W/mK
ꢽng dꢉn nưꢈc Đꢑng
Bꢄng 5.3 Các thông sꢌ ñꢇc trưng cꢆa mô hình thꢃc nghiꢀm
TT
1
Tên thông sꢏ
Thꢇi ñiꢔm paraffin bꢶt
ñꢕu nóng chꢋy τc1
Tính toán
Giá trꢥ
0,92h
ꢽng chꢙa môi Đꢑng
chꢒt
Đưꢇng kính trong
Dày
Đꢐ ñen = Hꢌ sꢎ hꢒp thꢞ
d2
δ2
ε
0,052m
0,0005mm
0,9
(Tính ꢟ bên dưꢈi)
2
Thꢇi ñiꢔm paraffin
nóng chꢋy hoàn toàn τc2
1,93h
(Tính tương tꢗ mꢞc
ꢽng lꢑng kính Thꢠy
Đưꢇng kính ngoài
Dày
Hꢌ sꢎ dꢉn nhiꢌt
Đꢐ trong
d3
δ3
λ3
D
0,064m
0,001m
0,74W/mK
0,9
4.5.4.1)
tinh
3
4
9156 giây =
2,54 giꢇ
Thꢇi gian bꢋo quꢋn τo
Lưu lưꢃng nưꢈc Gn
0,91.220000
τ
=
o
Đꢐ ñen ꢎng kính
0,1
εK = 1 –
D
21,86
4,3.10-3 kg/s
= 0,26kg/phút
= 15,47kg/h
50 + 30
900kg/m3
2150 J/kgK
60oC
220000J/kg
0,17W/mK
1143 60 −
π.0,01.0,5
Môi
chꢒt Paraffin
nóng chꢋy
Khꢎi lưꢃng riêng
Nhiꢌt dung riêng
Nhiꢌt ñꢐ nóng chꢋy
Nhiꢌt ꢹn nóng chꢋy
Hꢌ sꢎ dꢉn nhiꢌt
ρ
Cp
tc
rc
λ
2
G
=
n
4180 50 −30
(
)
5
6
Lưꢃng nưꢈc nóng Mn
Khoꢋng thꢇi gian ∆τn
2,39kg
0,91.220000
M
=
=
n
4180 50 − 30
(
)
Cưꢇng ñꢐ bꢙc xꢄ mꢚt trꢇi lꢒy theo trꢜ sꢎ trung bình ꢟ Đà
Nꢓng là 940W/m2.
556s = 9,3
phút
2,39
∆τ
n
−3
4,3.10
5.4 Thꢚc nghiꢎm trên mô hình
5.4.1 Cài ñꢇt thí nghiꢆm
Thông sꢎ cꢠa không khí ñưꢃc ño vào mùa hè, lꢒy trung bình
tf = 30oC, có hꢌ sꢎ dꢉn nhiꢌt λk = 0,03W/mK, trꢇi không mây, gió
Đông Nam có tꢎc ñꢐ trung bình ω = 4,0 m/s.
5.4.2 Thꢎc nghiꢆm quá trình gia nhiꢆt cho Paraffin, so sánh vꢋi
tính toán
5.2.2 Chꢂ tꢍo mô hình thꢎc nghiꢆm
70
60
50
Nhiet do tinh toan
Nhiet do thuc te
40
30
20
10
0
10
20
30
40
50 55 60 65 70
Thoi gian (phut)
80
90
100
110 116
132
Hình 5.4 Đꢂ thꢙ biꢕu diꢝn quá trình gia nhiꢀt Paraffin
23
24
* Nhꢕn xét: Các sꢎ liꢌu thꢗc nghiꢌm so vꢈi tính toán lý thuyꢛt thì sai
sꢎ khá nhꢷ, trung bình sai sꢎ trong giai ñoꢄn này là 12,3%.
5.4.3 Thꢎc nghiꢆm quá trình trꢄ nhiꢆt cho Paraffin, so sánh vꢋi
tính toán
Lưꢃng nưꢈc nóng 50oC thꢗc tꢛ thu ñưꢃc là:
Mntt = GnTN.∆τnTN = 4,15.10−3.540 = 2,24kg
Vꢏy so vꢈi lưꢃng nưꢈc nóng thu ñưꢃc theo tính toán lý
thuyꢛt là 2,39kg, lưꢃng nưꢈc nóng thꢗc tꢛ thu ñưꢃc ít hơn là 0,15 kg,
sai sꢎ là 6,3%.
Sau khi Paraffin vꢣa nóng chꢋy xong, không cho nưꢈc vào,
bꢶt ñꢕu ño khoꢋng thꢇi gian mà nhiꢌt ñꢐ cꢠa Paraffin ꢟ nhiꢌt ñꢐ nóng
chꢋy cꢠa nó là 60oC ñꢛn khi nhiꢌt ñꢐ Paraffin vꢣa giꢋm xuꢎng dưꢈi
5.4.5 Hiꢆu suꢉt cꢌa mô hình thꢎc nghiꢆm
Q
ηTB = ttru ,%
Qcc
60oC. Khoꢋng thꢇi gian này chính là thꢇi gian trꢘ nhiꢌt cꢠa Paraffin.
70
199804
- Theo tính toán:
ηTBTT
=
= 30%
60
665254
187264
50
Nhiet do thuc te
- Theo thꢗc nghiꢌm:
Nhiet do tinh toan
ηTBTN
=
= 28%
40
666468
30
20
10
Suy ra sai sꢎ giꢘa tính toán và thꢗc nghiꢌm là 6,7%.
5.4.6 Tꢒng kꢂt các sai sꢚ giꢄa tính toán và thꢎc nghiꢆm
0
0.5
1
1.5
Thoi gian (gio)
2
2.35 2.54
Bꢄng 5.5 Bꢄng so sánh sꢌ liꢀu kꢞ thuꢗt theo tính toán và thꢃc nghiꢀm
Hình 5.5 Đꢂ thꢙ biꢕu diꢝn quá trình trꢘ nhiꢀt Paraffin
* Nhꢕn xét: Theo quan sát, khoꢋng thꢇi gian trꢘ nhiꢌt thꢗc tꢛ cꢠa
Paraffin ít hơn so vꢈi tính toán là 11,4 phút, sai sꢎ là 8,1%.
5.4.4 Thꢎc nghiꢆm quá trình Paraffin cꢉp nhiꢆt cho nưꢋc, so sánh
vꢋi tính toán
Theo tính
toán
Theo thꢚc
nghiꢎm
Sai sꢏ
(%)
TT
Thông sꢏ
1
2
3
Thꢇi ñiꢔm Paraffin bꢶt ñꢕu
nóng chꢋy
0,92h
1,93h
2,54h
1,08h
2,2h
15,4
12,3
8,1
Thꢇi ñiꢔm Paraffin nóng
chꢋy hoàn toàn
60
GnTT = 4,3.10−3 kg / s
Thꢇi gian trꢘ nhiꢌt cho
2,35h
50
Paraffin
GnTN = 4,15.10−3 kg / sNhiet do tinh toan paraffin
Nhiet do thuc te paraffin
nhiet do tinh toan nuoc
nhiet do thuc te nuoc
4
5
Lưꢃng nưꢈc nóng thu ñưꢃc
2,39kg
30%
2,24kg
28%
6,3
6,7
30
Hiꢌu suꢒt cꢠa mô hình thꢗc
nghiꢌm
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9 9.3
Nhꢕn xét chung: Sai sꢎ chꢠ yꢛu xꢋy ra ꢟ quá trình gia nhiꢌt
Paraffin vì ꢟ quá trình này bꢜ phꢞ thuꢐc vào nhiꢖu yꢛu tꢎ bên ngoài.
Thoi gian (phut)
Hình 5.7 Đꢂ thꢙ biꢕu diꢝn quá trình Paraffin cꢊp nhiꢀt cho nưꢎc
25
26
Như vꢏy, có thꢔ kꢛt luꢏn rꢡng các công thꢙc tính toán
ñưꢃc thiꢛt lꢏp là khá chính xác, có thꢔ tꢄo cơ sꢟ tính toán thiꢛt kꢛ
thiꢛt bꢜ tích trꢘ nhiꢌt mꢚt trꢇi dùng môi chꢒt nóng chꢋy.
5.5 Tính hiꢎu quꢨ kinh tꢤ, môi trưꢢng cꢭa thiꢤt bꢥ tích trꢬ cꢮp
năng lưꢠng nhiꢎt mꢡt trꢢi dùng môi chꢮt nóng chꢨy
5.5.1 Tính kinh tꢂ
KꢆT LUꢑN VÀ KIꢆN NGHꢃ
1. Kꢤt luꢜn
Xuꢒt phát tꢣ ñꢜnh luꢏt bꢋo toàn năng lưꢃng, dꢗa trên các giꢋ
thiꢛt ban ñꢕu và ñꢚc tính cꢠa môi chꢒt nóng chꢋy ñã xác lꢏp ñưꢃc
hàm nhiꢌt ñꢐ tꢙc thꢇi t(τ) cꢠa môi chꢒt khi gia nhiꢌt và chuyꢔn pha
ñꢔ suy ra công thꢙc tính thꢇi ñiꢔm nóng chꢋy τc1, thꢇi ñiꢔm nóng
chꢋy hoàn toàn τc2, thꢇi gian bꢋo quꢋn nhiꢌt τo, các thông sꢎ G, M, ∆τ
cꢠa chꢒt tꢋi nhiꢌt ra và các thông sꢎ khác cꢠa thiꢛt bꢜ.
Viꢌc tính toán hiꢌu quꢋ kinh tꢛ ꢟ thiꢛt bꢜ tích trꢘ nhiꢌt mꢚt
trꢇi ꢟ luꢏn văn này tính cho thiꢛt bꢜ mꢉu ñưꢃc thiꢛt lꢏp ꢟ mꢞc 4.5.
- Thꢇi gian trꢘ nhiꢌt 1,42 ngày
Đã chꢛ tꢄo và thꢗc nghiꢌm trên thiꢛt bꢜ vꢈi kꢛt quꢋ ño lưꢇng
phù hꢃp vꢈi tính toán lý thuyꢛt. Như vꢏy ñꢐ chính xác và tin cꢏy cꢠa
các công thꢙc ñã ñưꢃc chꢙng minh.
- Lưꢃng nưꢈc nóng ꢟ 50oC thu ñưꢃc: 91,8 kg
- Hiꢌu suꢒt cꢠa thiꢛt bꢜ là 29,7%
Sꢎ tiꢖn do thiꢛt bꢜ tꢄo ra sau 1 năm là: 16.753.500vnñ
Điꢖu ñó mꢟ ra khꢋ năng có thꢔ sꢋn xuꢒt hàng loꢄt mô ñun
như vꢏy ñꢔ dùng trong sꢋn xuꢒt.
Vꢈi mꢐt thiꢛt bꢜ tích trꢘ cꢒp nhiꢌt bꢙc xꢄ mꢚt trꢇi có diꢌn tích
hꢙng nꢶng 1m2 dùng gương Parabol trꢞ vꢈi môi chꢒt nóng chꢋy
Paraffin có thꢔ cung cꢒp mꢐt sꢋn lưꢃng nưꢈc nóng là 91,8 kg/ngày
(ꢟ 50oC), thꢇi gian tích trꢘ trên mꢐt ngày ñêm. Do ñó, nꢛu lꢶp ghép
nhiꢖu mô ñun vꢈi môi chꢒt nóng chꢋy hꢃp lý thì có thꢔ tꢄo thành mꢐt
hꢌ thꢎng lꢈn sꢝ dꢞng tꢎt trong sꢋn xuꢒt vꢈi nhiꢖu nhu cꢕu sꢝ dꢞng
khác nhau như nưꢈc nóng, nưꢈc sôi, hơi bão hòa, hơi quá nhiꢌt…
5.5.2 Tính môi trưꢈng
Viꢌc ꢙng dꢞng năng lưꢃng sꢄch, sꢓn có, ñꢚc biꢌt là
năng lưꢃng mꢚt trꢇi ñang là mꢐt yêu cꢕu hꢛt sꢙc cꢕn thiꢛt hiꢌn nay.
2. Kiꢤn nghꢥ
Viꢌc sꢝ dꢞng môi chꢒt nóng chꢋy làm chꢒt tích trꢘ nhiꢌt
trong các hꢌ thꢎng tích trꢘ năng lưꢃng mꢚt trꢇi là mꢐt trong nhꢘng
lꢗa chꢊn hꢃp lý do sꢗ không ꢢn ñꢜnh cꢠa thꢇi tiꢛt và thꢇi gian ngày
ñêm. Vì vꢏy, cꢕn ñꢕu tư nghiên cꢙu sâu hơn nꢘa các loꢄi môi chꢒt
nóng chꢋy ñꢔ thiꢛt kꢛ thiꢛt bꢜ phù hꢃp, tꢄo hiꢌu quꢋ cao. Ngoài ra,
cꢕn nghiên cꢙu thêm quá trình quá nhiꢌt lꢷng môi chꢒt ñꢔ tꢏn dꢞng
hꢛt năng lưꢃng bꢙc xꢄ mꢚt trꢇi ñꢛn cuꢎi ngày, nâng cao hiꢌu suꢒt cꢠa
thiꢛt bꢜ.
13 trang
22280
Free
Bạn đang xem tài liệu "Tóm tắt Luận văn Nghiên cứu cơ sở tính toán thiết kế thiết bị tích trữ năng lượng nhiệt mặt trời dùng môi chất nóng chảy", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên
File đính kèm:
- tom_tat_luan_van_nghien_cuu_co_so_tinh_toan_thiet_ke_thiet_b.pdf
