Gain de chaleur utile lorsque le facteur d'efficacité du capteur est présent Solution

ÉTAPE 0: Résumé du pré-calcul
Formule utilisée
Gain de chaleur utile = (Débit massique*Capacité thermique massique molaire à pression constante)*(((Taux de concentration*Flux absorbé par la plaque)/Coefficient de perte global)+(Température de l'air ambiant-Température du fluide d'entrée du capteur à plaque plate))*(1-e^(-(Facteur d'efficacité du collecteur*pi*Diamètre extérieur du tube absorbant*Coefficient de perte global*Longueur du concentrateur)/(Débit massique*Capacité thermique massique molaire à pression constante)))
qu = (m*Cp molar)*(((C*Sflux)/Ul)+(Ta-Tfi))*(1-e^(-(F′*pi*Do*Ul*L)/(m*Cp molar)))
Cette formule utilise 2 Constantes, 11 Variables
Constantes utilisées
pi - Constante d'Archimède Valeur prise comme 3.14159265358979323846264338327950288
e - constante de Napier Valeur prise comme 2.71828182845904523536028747135266249
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.
Débit massique - (Mesuré en Kilogramme / seconde) - Le débit massique est la mesure de la masse de fluide traversant une surface donnée par unité de temps, essentielle pour analyser le transfert d'énergie dans les systèmes d'énergie solaire.
Capacité thermique massique molaire à pression constante - (Mesuré en Joule par Kelvin par mole) - La capacité thermique spécifique molaire à pression constante est la quantité de chaleur nécessaire pour élever la température d'une mole d'une substance à pression constante.
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.
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.
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.
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.
Facteur d'efficacité du collecteur - Le facteur d'efficacité du capteur est une mesure de l'efficacité avec laquelle un capteur solaire convertit la lumière du soleil en énergie utilisable, reflétant ses performances en matière de collecte d'énergie.
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.
ÉTAPE 1: Convertir les entrées en unité de base
Débit massique: 12 Kilogramme / seconde --> 12 Kilogramme / seconde Aucune conversion requise
Capacité thermique massique molaire à pression constante: 122 Joule par Kelvin par mole --> 122 Joule par Kelvin par mole Aucune conversion requise
Taux de concentration: 0.8 --> 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
Température de l'air ambiant: 300 Kelvin --> 300 Kelvin Aucune conversion requise
Température du fluide d'entrée du capteur à plaque plate: 124.424 Kelvin --> 124.424 Kelvin Aucune conversion requise
Facteur d'efficacité du collecteur: 0.095 --> 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
ÉTAPE 2: Évaluer la formule
Remplacement des valeurs d'entrée dans la formule
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)))
Évaluer ... ...
qu = 2646.85287253066
ÉTAPE 3: Convertir le résultat en unité de sortie
2646.85287253066 Watt --> Aucune conversion requise
RÉPONSE FINALE
2646.85287253066 2646.853 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!
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Vérifié par Anshika Arya
Institut national de technologie (LENTE), Hamirpur
Anshika Arya a validé cette calculatrice et 2500+ 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)

Gain de chaleur utile lorsque le facteur d'efficacité du capteur est présent Formule

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Gain de chaleur utile = (Débit massique*Capacité thermique massique molaire à pression constante)*(((Taux de concentration*Flux absorbé par la plaque)/Coefficient de perte global)+(Température de l'air ambiant-Température du fluide d'entrée du capteur à plaque plate))*(1-e^(-(Facteur d'efficacité du collecteur*pi*Diamètre extérieur du tube absorbant*Coefficient de perte global*Longueur du concentrateur)/(Débit massique*Capacité thermique massique molaire à pression constante)))
qu = (m*Cp molar)*(((C*Sflux)/Ul)+(Ta-Tfi))*(1-e^(-(F′*pi*Do*Ul*L)/(m*Cp molar)))

Comment obtenir un gain de chaleur utile ?

Le gain de chaleur utile n’est rien d’autre que la différence entre le rayonnement incident (absorbé) et la chaleur perdue en raison de la convection, de la re-radiation et de la conduction.

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