Taux de gain de chaleur utile dans le collecteur à concentration lorsque le rapport de concentration est présent Solution

ÉTAPE 0: Résumé du pré-calcul
Formule utilisée
Gain de chaleur utile = Facteur d'évacuation de la chaleur du capteur*(Ouverture du concentrateur-Diamètre extérieur du tube absorbant)*Longueur du concentrateur*(Flux absorbé par la plaque-(Coefficient de perte global/Taux de concentration)*(Température du fluide d'entrée du capteur à plaque plate-Température de l'air ambiant))
qu = FR*(W-Do)*L*(Sflux-(Ul/C)*(Tfi-Ta))
Cette formule utilise 10 Variables
Variables utilisées
Gain de chaleur utile - (Mesuré en Watt) - Le gain de chaleur utile est la quantité d'énergie thermique collectée par un système de concentration solaire, contribuant à l'efficacité de la conversion de l'énergie solaire.
Facteur d'évacuation de la chaleur du capteur - Le facteur d'élimination de chaleur du capteur est une mesure de l'efficacité d'un capteur solaire à transférer la chaleur au fluide de travail dans des conditions de fonctionnement spécifiques.
Ouverture du concentrateur - (Mesuré en Mètre) - L'ouverture du concentrateur est l'ouverture par laquelle la lumière du soleil pénètre dans un concentrateur solaire, jouant un rôle crucial dans la capture et la direction de l'énergie solaire pour la conversion.
Diamètre extérieur du tube absorbant - (Mesuré en Mètre) - Le diamètre extérieur du tube absorbant est la mesure de la partie la plus large du tube qui collecte l'énergie solaire dans les capteurs solaires à concentration.
Longueur du concentrateur - (Mesuré en Mètre) - La longueur du concentrateur est la mesure de l'étendue physique d'un concentrateur solaire, qui concentre la lumière du soleil sur un récepteur pour la conversion d'énergie.
Flux absorbé par la plaque - (Mesuré en Watt par mètre carré) - Le flux absorbé par la plaque est la quantité d'énergie solaire captée par la plaque d'un capteur à concentration, influençant son efficacité à convertir la lumière du soleil en chaleur.
Coefficient de perte global - (Mesuré en Watt par mètre carré par Kelvin) - Le coefficient de perte global est défini comme la perte de chaleur du capteur par unité de surface de la plaque absorbante et la différence de température entre la plaque absorbante et l'air environnant.
Taux de concentration - Le taux de concentration est la mesure de la quantité d'énergie solaire concentrée par un capteur solaire par rapport à l'énergie reçue du soleil.
Température du fluide d'entrée du capteur à plaque plate - (Mesuré en Kelvin) - La température du fluide d'entrée du capteur à plaque plate est la température du fluide entrant dans le capteur à plaque plate, cruciale pour évaluer l'efficacité du capteur dans les systèmes d'énergie solaire.
Température de l'air ambiant - (Mesuré en Kelvin) - La température de l'air ambiant est la mesure de la température de l'air entourant un système d'énergie solaire, influençant son efficacité et ses performances.
ÉTAPE 1: Convertir les entrées en unité de base
Facteur d'évacuation de la chaleur du capteur: 0.094639 --> Aucune conversion requise
Ouverture du concentrateur: 7 Mètre --> 7 Mètre Aucune conversion requise
Diamètre extérieur du tube absorbant: 1.992443 Mètre --> 1.992443 Mètre Aucune conversion requise
Longueur du concentrateur: 15 Mètre --> 15 Mètre Aucune conversion requise
Flux absorbé par la plaque: 98.00438 Joule par seconde par mètre carré --> 98.00438 Watt par mètre carré (Vérifiez la conversion ​ici)
Coefficient de perte global: 1.25 Watt par mètre carré par Kelvin --> 1.25 Watt par mètre carré par Kelvin Aucune conversion requise
Taux de concentration: 0.8 --> Aucune conversion requise
Température du fluide d'entrée du capteur à plaque plate: 124.424 Kelvin --> 124.424 Kelvin Aucune conversion requise
Température de l'air ambiant: 300 Kelvin --> 300 Kelvin Aucune conversion requise
ÉTAPE 2: Évaluer la formule
Remplacement des valeurs d'entrée dans la formule
qu = FR*(W-Do)*L*(Sflux-(Ul/C)*(Tfi-Ta)) --> 0.094639*(7-1.992443)*15*(98.00438-(1.25/0.8)*(124.424-300))
Évaluer ... ...
qu = 2646.84914925092
ÉTAPE 3: Convertir le résultat en unité de sortie
2646.84914925092 Watt --> Aucune conversion requise
RÉPONSE FINALE
2646.84914925092 2646.849 Watt <-- Gain de chaleur utile
(Calcul effectué en 00.020 secondes)

Crédits

Creator Image
Créé par ADITYA RAWAT
UNIVERSITÉ DIT (DUIT), Dehradun
ADITYA RAWAT a créé cette calculatrice et 50+ autres calculatrices!
Verifier Image
Vérifié par Ravi Khiyani
Institut de technologie et de science Shri Govindram Seksaria (SGSITS), Indoré
Ravi Khiyani a validé cette calculatrice et 300+ autres calculatrices!

Collecteurs à concentration Calculatrices

Inclinaison des réflecteurs
​ LaTeX ​ Aller Inclinaison du réflecteur = (pi-Angle d'inclinaison-2*Angle de latitude+2*Angle de déclinaison)/3
Gain de chaleur utile dans le collecteur à concentration
​ LaTeX ​ Aller Gain de chaleur utile = Zone d'ouverture effective*Rayonnement solaire-Perte de chaleur du capteur
Rapport de concentration maximal possible du concentrateur 3D
​ LaTeX ​ Aller Taux de concentration maximal = 2/(1-cos(2*Angle d'acceptation pour la 3D))
Rapport de concentration maximal possible du concentrateur 2D
​ LaTeX ​ Aller Taux de concentration maximal = 1/sin(Angle d'acceptation pour 2D)

Taux de gain de chaleur utile dans le collecteur à concentration lorsque le rapport de concentration est présent Formule

​LaTeX ​Aller
Gain de chaleur utile = Facteur d'évacuation de la chaleur du capteur*(Ouverture du concentrateur-Diamètre extérieur du tube absorbant)*Longueur du concentrateur*(Flux absorbé par la plaque-(Coefficient de perte global/Taux de concentration)*(Température du fluide d'entrée du capteur à plaque plate-Température de l'air ambiant))
qu = FR*(W-Do)*L*(Sflux-(Ul/C)*(Tfi-Ta))

Comment obtenir un gain de chaleur utile ?

Le gain de chaleur utile est obtenu en maximisant l'énergie absorbée par un système tout en minimisant les pertes de chaleur. Cela implique d'optimiser la conception du capteur pour capter efficacement l'énergie solaire, d'utiliser des matériaux à haute conductivité thermique et de réduire les pertes grâce à une isolation et une orientation adéquates. Assurer un transfert de chaleur efficace vers le fluide de travail contribue également à obtenir un gain de chaleur utile maximal dans les systèmes thermiques.

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