Nutzwärmegewinn bei vorhandener Sammeleffizienz Taschenrechner

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✖Der momentane Sammelwirkungsgrad ist definiert als das Verhältnis des nutzbaren Wärmegewinns zur auf den Kollektor einfallenden Strahlung.ⓘ Sofortige Sammeleffizienz [η_i]			+10% -10%
✖Die stündliche Strahlkomponente ist definiert als die von der Sonne empfangene Sonnenstrahlung, die pro Stunde nicht von der Atmosphäre gestreut wurde.ⓘ Stündliche Strahlkomponente [I_b]			+10% -10%
✖Der Neigungsfaktor für die Strahlstrahlung ist definiert als das Verhältnis des Strahlstrahlungsflusses, der auf eine geneigte Oberfläche fällt, zu dem, der auf eine horizontale Oberfläche fällt.ⓘ Neigungsfaktor für Strahlstrahlung [r_b]			+10% -10%
✖Der stündliche diffuse Anteil ist definiert als der Teil der Gesamtstrahlung, der nach einer Richtungsänderung durch Streuung an der Atmosphäre pro Stunde die Erdoberfläche erreicht.ⓘ Stündliche diffuse Komponente [I_d]			+10% -10%
✖Neigungsfaktor für diffuse Strahlung ist das Verhältnis des diffusen Strahlungsflusses, der auf die geneigte Oberfläche fällt, zu dem, der auf eine horizontale Oberfläche fällt.ⓘ Neigungsfaktor für diffuse Strahlung [r_d]			+10% -10%
✖Konzentratorapertur ist definiert als die Öffnung, durch die Sonnenstrahlen hindurchtreten.ⓘ Konzentratoröffnung [W]			+10% -10%
✖Die Länge des Konzentrators ist die Länge des Konzentrators von einem Ende zum anderen Ende.ⓘ Länge des Konzentrators [L]			+10% -10%

✖Der nutzbare Wärmegewinn ist definiert als die Rate der Wärmeübertragung auf das Arbeitsmedium.ⓘ Nutzwärmegewinn bei vorhandener Sammeleffizienz [q_u]

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Formel

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Nutzwärmegewinn bei vorhandener Sammeleffizienz

Formel

`"q"_{"u"} = "η"_{"i"}*("I"_{"b"}*"r"_{"b"}+"I"_{"d"}*"r"_{"d"})*"W"*"L"`

Beispiel

`"3508.313W"="0.675"*("18J/sm²"*"0.25"+"9J/sm²"*"5")*"7m"*"15m"`

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Nutzwärmegewinn bei vorhandener Sammeleffizienz Lösung

SCHRITT 0: Zusammenfassung vor der Berechnung

Gebrauchte Formel

Nützlicher Wärmegewinn = Sofortige Sammeleffizienz*(Stündliche Strahlkomponente*Neigungsfaktor für Strahlstrahlung+Stündliche diffuse Komponente*Neigungsfaktor für diffuse Strahlung)*Konzentratoröffnung*Länge des Konzentrators
q_u = η_i*(I_b*r_b+I_d*r_d)*W*L
Diese formel verwendet 8 Variablen

Verwendete Variablen

Nützlicher Wärmegewinn - (Gemessen in Watt) - Der nutzbare Wärmegewinn ist definiert als die Rate der Wärmeübertragung auf das Arbeitsmedium.
Sofortige Sammeleffizienz - Der momentane Sammelwirkungsgrad ist definiert als das Verhältnis des nutzbaren Wärmegewinns zur auf den Kollektor einfallenden Strahlung.
Stündliche Strahlkomponente - (Gemessen in Watt pro Quadratmeter) - Die stündliche Strahlkomponente ist definiert als die von der Sonne empfangene Sonnenstrahlung, die pro Stunde nicht von der Atmosphäre gestreut wurde.
Neigungsfaktor für Strahlstrahlung - Der Neigungsfaktor für die Strahlstrahlung ist definiert als das Verhältnis des Strahlstrahlungsflusses, der auf eine geneigte Oberfläche fällt, zu dem, der auf eine horizontale Oberfläche fällt.
Stündliche diffuse Komponente - (Gemessen in Watt pro Quadratmeter) - Der stündliche diffuse Anteil ist definiert als der Teil der Gesamtstrahlung, der nach einer Richtungsänderung durch Streuung an der Atmosphäre pro Stunde die Erdoberfläche erreicht.
Neigungsfaktor für diffuse Strahlung - Neigungsfaktor für diffuse Strahlung ist das Verhältnis des diffusen Strahlungsflusses, der auf die geneigte Oberfläche fällt, zu dem, der auf eine horizontale Oberfläche fällt.
Konzentratoröffnung - (Gemessen in Meter) - Konzentratorapertur ist definiert als die Öffnung, durch die Sonnenstrahlen hindurchtreten.
Länge des Konzentrators - (Gemessen in Meter) - Die Länge des Konzentrators ist die Länge des Konzentrators von einem Ende zum anderen Ende.

SCHRITT 1: Konvertieren Sie die Eingänge in die Basiseinheit

Sofortige Sammeleffizienz: 0.675 --> Keine Konvertierung erforderlich
Stündliche Strahlkomponente: 18 Joule pro Sekunde pro Quadratmeter --> 18 Watt pro Quadratmeter (Überprüfen sie die konvertierung hier)
Neigungsfaktor für Strahlstrahlung: 0.25 --> Keine Konvertierung erforderlich
Stündliche diffuse Komponente: 9 Joule pro Sekunde pro Quadratmeter --> 9 Watt pro Quadratmeter (Überprüfen sie die konvertierung hier)
Neigungsfaktor für diffuse Strahlung: 5 --> Keine Konvertierung erforderlich
Konzentratoröffnung: 7 Meter --> 7 Meter Keine Konvertierung erforderlich
Länge des Konzentrators: 15 Meter --> 15 Meter Keine Konvertierung erforderlich

SCHRITT 2: Formel auswerten

Eingabewerte in Formel ersetzen

q_u = η_i*(I_b*r_b+I_d*r_d)*W*L --> 0.675*(18*0.25+9*5)*7*15

Auswerten ... ...

q_u = 3508.3125

SCHRITT 3: Konvertieren Sie das Ergebnis in die Ausgabeeinheit

3508.3125 Watt --> Keine Konvertierung erforderlich

ENDGÜLTIGE ANTWORT

3508.3125 ≈ 3508.313 Watt <-- Nützlicher Wärmegewinn

(Berechnung in 00.004 sekunden abgeschlossen)

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Credits

Erstellt von ADITYA RAW

DIT UNIVERSITÄT (DITU), Dehradun

ADITYA RAW hat diesen Rechner und 50+ weitere Rechner erstellt!

Geprüft von Anshika Arya

Nationales Institut für Technologie (NIT), Hamirpur

Anshika Arya hat diesen Rechner und 2500+ weitere Rechner verifiziert!

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Nutzwärmegewinn bei vorhandenem Kollektorwirkungsgrad

Gehen Nützlicher Wärmegewinn = (Massendurchsatz*Molare spezifische Wärmekapazität bei konstantem Druck)*(((Konzentrationsverhältnis*Von der Platte absorbierter Fluss)/Gesamtverlustkoeffizient)+(Umgebungslufttemperatur-Flüssigkeitstemperatur-Flachkollektor am Eintritt))*(1-e^(-(Kollektor-Effizienzfaktor*pi*Außendurchmesser des Absorberrohrs*Gesamtverlustkoeffizient*Länge des Konzentrators)/(Massendurchsatz*Molare spezifische Wärmekapazität bei konstantem Druck)))

Wärmeabfuhrfaktor konzentrierender Kollektor

Gehen Kollektor-Entwärmungsfaktor = ((Massendurchsatz*Molare spezifische Wärmekapazität bei konstantem Druck)/(pi*Außendurchmesser des Absorberrohrs*Länge des Konzentrators*Gesamtverlustkoeffizient))*(1-e^(-(Kollektor-Effizienzfaktor*pi*Außendurchmesser des Absorberrohrs*Gesamtverlustkoeffizient*Länge des Konzentrators)/(Massendurchsatz*Molare spezifische Wärmekapazität bei konstantem Druck)))

Wärmeabfuhrfaktor in zusammengesetzten Parabolkollektoren

Gehen Kollektor-Entwärmungsfaktor = ((Massendurchsatz*Molare spezifische Wärmekapazität bei konstantem Druck)/(Breite der Absorberfläche*Gesamtverlustkoeffizient*Länge des Konzentrators))*(1-e^(-(Kollektor-Effizienzfaktor*Breite der Absorberfläche*Gesamtverlustkoeffizient*Länge des Konzentrators)/(Massendurchsatz*Molare spezifische Wärmekapazität bei konstantem Druck)))

Nützliche Wärmegewinnrate im konzentrierenden Kollektor, wenn das Konzentrationsverhältnis vorhanden ist

Gehen Nützlicher Wärmegewinn = Kollektor-Entwärmungsfaktor*(Konzentratoröffnung-Außendurchmesser des Absorberrohrs)*Länge des Konzentrators*(Von der Platte absorbierter Fluss-(Gesamtverlustkoeffizient/Konzentrationsverhältnis)*(Flüssigkeitstemperatur-Flachkollektor am Eintritt-Umgebungslufttemperatur))

Nutzwärmegewinn im Verbundparabolkollektor

Gehen Nützlicher Wärmegewinn = Kollektor-Entwärmungsfaktor*Konzentratoröffnung*Länge des Konzentrators*(Von der Platte absorbierter Fluss-((Gesamtverlustkoeffizient/Konzentrationsverhältnis)*(Flüssigkeitstemperatur-Flachkollektor am Eintritt-Umgebungslufttemperatur)))

Im zusammengesetzten Parabolkollektor absorbierter Fluss

Gehen Von der Platte absorbierter Fluss = ((Stündliche Strahlkomponente*Neigungsfaktor für Strahlstrahlung)+(Stündliche diffuse Komponente/Konzentrationsverhältnis))*Durchlässigkeit der Abdeckung*Effektive Reflektivität des Konzentrators*Absorptionsvermögen der Absorberoberfläche

Momentane Sammeleffizienz des konzentrierenden Kollektors

Gehen Sofortige Sammeleffizienz = Nützlicher Wärmegewinn/((Stündliche Strahlkomponente*Neigungsfaktor für Strahlstrahlung+Stündliche diffuse Komponente*Neigungsfaktor für diffuse Strahlung)*Konzentratoröffnung*Länge des Konzentrators)

Nutzwärmegewinn bei vorhandener Sammeleffizienz

Gehen Nützlicher Wärmegewinn = Sofortige Sammeleffizienz*(Stündliche Strahlkomponente*Neigungsfaktor für Strahlstrahlung+Stündliche diffuse Komponente*Neigungsfaktor für diffuse Strahlung)*Konzentratoröffnung*Länge des Konzentrators

Kollektorwirkungsgrad für Compound-Parabol-Kollektor

Gehen Kollektor-Effizienzfaktor = (Gesamtverlustkoeffizient*(1/Gesamtverlustkoeffizient+(Breite der Absorberfläche/(Anzahl der Röhren*pi*Innendurchmesser Absorberrohr*Wärmeübertragungskoeffizient im Inneren))))^-1

Aperturfläche bei nutzbarem Wärmegewinn

Gehen Effektive Öffnungsfläche = Nützlicher Wärmegewinn/(Von der Platte absorbierter Fluss-(Gesamtverlustkoeffizient/Konzentrationsverhältnis)*(Durchschnittliche Temperatur der Absorberplatte-Umgebungslufttemperatur))

Kollektorwirkungsgrad konzentrierender Kollektor

Gehen Kollektor-Effizienzfaktor = 1/(Gesamtverlustkoeffizient*(1/Gesamtverlustkoeffizient+Außendurchmesser des Absorberrohrs/(Innendurchmesser Absorberrohr*Wärmeübertragungskoeffizient im Inneren)))

Bereich des Absorbers im zentralen Receiver-Kollektor

Gehen Bereich des Absorbers im Sammelbehälter des zentralen Empfängers = pi/2*Durchmesser des Kugelabsorbers^2*(1+sin(Felgenwinkel)-(cos(Felgenwinkel)/2))

Momentaner Sammelwirkungsgrad des konzentrierenden Kollektors auf Basis der Strahlstrahlung

Gehen Sofortige Sammeleffizienz = Nützlicher Wärmegewinn/(Stündliche Strahlkomponente*Neigungsfaktor für Strahlstrahlung*Konzentratoröffnung*Länge des Konzentrators)

Fläche des Absorbers bei gegebenem Wärmeverlust vom Absorber

Gehen Bereich der Absorberplatte = Wärmeverlust vom Kollektor/(Gesamtverlustkoeffizient*(Durchschnittliche Temperatur der Absorberplatte-Umgebungslufttemperatur))

Konzentrationsverhältnis des Sammlers

Gehen Konzentrationsverhältnis = (Konzentratoröffnung-Außendurchmesser des Absorberrohrs)/(pi*Außendurchmesser des Absorberrohrs)

Neigung der Reflektoren

Gehen Neigung des Reflektors = (pi-Neigungswinkel-2*Breitengradwinkel+2*Deklinationswinkel)/3

Solarstrahlung bei gegebener nutzbarer Wärmegewinnrate und Wärmeverlustrate vom Absorber

Gehen Strahlung der Sonnenstrahlen = (Nützlicher Wärmegewinn+Wärmeverlust vom Kollektor)/Effektive Öffnungsfläche

Nutzwärmegewinn im konzentrierenden Kollektor

Gehen Nützlicher Wärmegewinn = Effektive Öffnungsfläche*Strahlung der Sonnenstrahlen-Wärmeverlust vom Kollektor

Außendurchmesser des Absorberrohrs bei gegebenem Konzentrationsverhältnis

Gehen Außendurchmesser des Absorberrohrs = Konzentratoröffnung/(Konzentrationsverhältnis*pi+1)

Akzeptanzwinkel des 3-D-Konzentrators bei maximalem Konzentrationsverhältnis

Gehen Akzeptanzwinkel = (acos(1-2/Maximales Konzentrationsverhältnis))/2

Maximal mögliches Konzentrationsverhältnis des 3-D-Konzentrators

Gehen Maximales Konzentrationsverhältnis = 2/(1-cos(2*Akzeptanzwinkel))

Akzeptanzwinkel des 2-D-Konzentrators bei maximalem Konzentrationsverhältnis

Gehen Akzeptanzwinkel = asin(1/Maximales Konzentrationsverhältnis)

Maximal mögliches Konzentrationsverhältnis des 2-D-Konzentrators

Gehen Maximales Konzentrationsverhältnis = 1/sin(Akzeptanzwinkel)

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