Ganancia de calor útil cuando el factor de eficiencia del colector está presente Solución

PASO 0: Resumen del cálculo previo
Fórmula utilizada
Ganancia de calor útil = (Caudal másico*Capacidad calorífica específica molar a presión constante)*(((Relación de concentración*Flujo absorbido por la placa)/Coeficiente de pérdida global)+(Temperatura del aire ambiente-Temperatura del fluido de entrada Colector de placa plana))*(1-e^(-(Factor de eficiencia del colector*pi*Diámetro exterior del tubo absorbente*Coeficiente de pérdida global*Longitud del concentrador)/(Caudal másico*Capacidad calorífica específica molar a presión constante)))
qu = (m*Cp molar)*(((C*Sflux)/Ul)+(Ta-Tfi))*(1-e^(-(F′*pi*Do*Ul*L)/(m*Cp molar)))
Esta fórmula usa 2 Constantes, 11 Variables
Constantes utilizadas
pi - La constante de Arquímedes. Valor tomado como 3.14159265358979323846264338327950288
e - la constante de napier Valor tomado como 2.71828182845904523536028747135266249
Variables utilizadas
Ganancia de calor útil - (Medido en Vatio) - La ganancia de calor útil es la cantidad de energía térmica recolectada por un sistema de concentración solar, lo que contribuye a la eficiencia de la conversión de energía solar.
Caudal másico - (Medido en Kilogramo/Segundo) - El caudal másico es la medida de la masa de fluido que pasa a través de una superficie determinada por unidad de tiempo, esencial para analizar la transferencia de energía en sistemas de energía solar.
Capacidad calorífica específica molar a presión constante - (Medido en Joule por Kelvin por mol) - La capacidad calorífica específica molar a presión constante es la cantidad de calor necesaria para elevar la temperatura de un mol de una sustancia a presión constante.
Relación de concentración - La relación de concentración es la medida de cuánta energía solar concentra un colector solar en comparación con la energía recibida del sol.
Flujo absorbido por la placa - (Medido en vatio por metro cuadrado) - El flujo absorbido por la placa es la cantidad de energía solar capturada por la placa de un colector de concentración, lo que influye en su eficiencia al convertir la luz solar en calor.
Coeficiente de pérdida global - (Medido en Vatio por metro cuadrado por Kelvin) - El coeficiente de pérdida general se define como la pérdida de calor del colector por unidad de área de la placa absorbente y la diferencia de temperatura entre la placa absorbente y el aire circundante.
Temperatura del aire ambiente - (Medido en Kelvin) - La temperatura ambiente del aire es la medida de la temperatura del aire que rodea un sistema de energía solar, que influye en su eficiencia y rendimiento.
Temperatura del fluido de entrada Colector de placa plana - (Medido en Kelvin) - La temperatura del fluido de entrada del colector de placa plana es la temperatura del fluido que ingresa al colector de placa plana, crucial para evaluar la eficiencia del colector en los sistemas de energía solar.
Factor de eficiencia del colector - El factor de eficiencia del colector es una medida de la eficacia con la que un colector solar convierte la luz solar en energía utilizable, lo que refleja su desempeño en la recolección de energía.
Diámetro exterior del tubo absorbente - (Medido en Metro) - El diámetro exterior del tubo absorbente es la medida de la parte más ancha del tubo que recoge la energía solar en los colectores solares de concentración.
Longitud del concentrador - (Medido en Metro) - La longitud del concentrador es la medida de la extensión física de un concentrador solar, que enfoca la luz solar en un receptor para la conversión de energía.
PASO 1: Convierta la (s) entrada (s) a la unidad base
Caudal másico: 12 Kilogramo/Segundo --> 12 Kilogramo/Segundo No se requiere conversión
Capacidad calorífica específica molar a presión constante: 122 Joule por Kelvin por mol --> 122 Joule por Kelvin por mol No se requiere conversión
Relación de concentración: 0.8 --> No se requiere conversión
Flujo absorbido por la placa: 98.00438 Joule por segundo por metro cuadrado --> 98.00438 vatio por metro cuadrado (Verifique la conversión ​aquí)
Coeficiente de pérdida global: 1.25 Vatio por metro cuadrado por Kelvin --> 1.25 Vatio por metro cuadrado por Kelvin No se requiere conversión
Temperatura del aire ambiente: 300 Kelvin --> 300 Kelvin No se requiere conversión
Temperatura del fluido de entrada Colector de placa plana: 124.424 Kelvin --> 124.424 Kelvin No se requiere conversión
Factor de eficiencia del colector: 0.095 --> No se requiere conversión
Diámetro exterior del tubo absorbente: 1.992443 Metro --> 1.992443 Metro No se requiere conversión
Longitud del concentrador: 15 Metro --> 15 Metro No se requiere conversión
PASO 2: Evaluar la fórmula
Sustituir valores de entrada en una fórmula
qu = (m*Cp molar)*(((C*Sflux)/Ul)+(Ta-Tfi))*(1-e^(-(F′*pi*Do*Ul*L)/(m*Cp molar))) --> (12*122)*(((0.8*98.00438)/1.25)+(300-124.424))*(1-e^(-(0.095*pi*1.992443*1.25*15)/(12*122)))
Evaluar ... ...
qu = 2646.85287253066
PASO 3: Convierta el resultado a la unidad de salida
2646.85287253066 Vatio --> No se requiere conversión
RESPUESTA FINAL
2646.85287253066 2646.853 Vatio <-- Ganancia de calor útil
(Cálculo completado en 00.020 segundos)

Créditos

Creator Image
Creado por ADITYA RAWAT
UNIVERSIDAD DIT (DITU), Dehradún
¡ADITYA RAWAT ha creado esta calculadora y 50+ más calculadoras!
Verifier Image
Verificada por Anshika Arya
Instituto Nacional de Tecnología (LIENDRE), Hamirpur
¡Anshika Arya ha verificado esta calculadora y 2500+ más calculadoras!

Colectores Concentradores Calculadoras

Inclinación de reflectores
​ LaTeX ​ Vamos Inclinación del reflector = (pi-Ángulo de inclinación-2*Ángulo de latitud+2*Angulo de declinación)/3
Ganancia de calor útil en el colector de concentración
​ LaTeX ​ Vamos Ganancia de calor útil = Área efectiva de apertura*Radiación del haz solar-Pérdida de calor del colector
Relación de concentración máxima posible del concentrador 3-D
​ LaTeX ​ Vamos Relación de concentración máxima = 2/(1-cos(2*Ángulo de aceptación para 3D))
Relación de concentración máxima posible del concentrador 2-D
​ LaTeX ​ Vamos Relación de concentración máxima = 1/sin(Ángulo de aceptación para 2D)

Ganancia de calor útil cuando el factor de eficiencia del colector está presente Fórmula

​LaTeX ​Vamos
Ganancia de calor útil = (Caudal másico*Capacidad calorífica específica molar a presión constante)*(((Relación de concentración*Flujo absorbido por la placa)/Coeficiente de pérdida global)+(Temperatura del aire ambiente-Temperatura del fluido de entrada Colector de placa plana))*(1-e^(-(Factor de eficiencia del colector*pi*Diámetro exterior del tubo absorbente*Coeficiente de pérdida global*Longitud del concentrador)/(Caudal másico*Capacidad calorífica específica molar a presión constante)))
qu = (m*Cp molar)*(((C*Sflux)/Ul)+(Ta-Tfi))*(1-e^(-(F′*pi*Do*Ul*L)/(m*Cp molar)))

¿Cómo obtenemos una ganancia de calor útil?

La ganancia de calor útil no es más que la diferencia entre la radiación incidente (absorbida) y el calor perdido debido a la convección, la re-radiación y la conducción.

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