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

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Stockage d'énergie thermique

✖Le débit massique est la masse déplacée par unité de temps.ⓘ Débit massique [m]			+10% -10%
✖La capacité thermique spécifique molaire à pression constante (d'un gaz) est la quantité de chaleur nécessaire pour élever la température de 1 mol de gaz de 1 °C à pression constante.ⓘ Capacité thermique spécifique molaire à pression constante [C_{p molar}]			+10% -10%
✖Le rapport de concentration est défini comme le rapport de la surface effective d'ouverture à la surface de l'absorbeur.ⓘ Rapport de concentration [C]			+10% -10%
✖Le flux absorbé par la plaque est défini comme le flux solaire incident absorbé dans la plaque absorbante.ⓘ Flux absorbé par plaque [S_flux]			+10% -10%
✖Le coefficient de perte global est défini comme la perte de chaleur du collecteur par unité de surface de la plaque absorbante et la différence de température entre la plaque absorbante et l'air ambiant.ⓘ Coefficient de perte global [U_l]			+10% -10%
✖La température de l'air ambiant est la température du milieu environnant.ⓘ Température ambiante [T_a]			+10% -10%
✖La température du fluide d'entrée du collecteur à plaques planes est définie comme la température à laquelle le liquide pénètre dans le collecteur à plaques planes.ⓘ Capteur plan de température du fluide en entrée [T_fi]			+10% -10%
✖Le facteur d'efficacité du capteur est défini comme le rapport de la puissance thermique réelle du capteur à la puissance d'un capteur idéal dont la température de l'absorbeur est égale à la température du fluide.ⓘ Facteur d'efficacité du collecteur [F′]			+10% -10%
✖Le diamètre extérieur du tube absorbant est la mesure des bords extérieurs du tube passant par son centre.ⓘ Diamètre extérieur du tube absorbeur [D_o]			+10% -10%
✖La longueur du concentrateur est la longueur du concentrateur d'une extrémité à l'autre.ⓘ Longueur du concentrateur [L]			+10% -10%

✖Le gain de chaleur utile est défini comme le taux de transfert de chaleur vers le fluide de travail.ⓘ Gain de chaleur utile lorsque le facteur d'efficacité du capteur est présent [q_u]

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Formule

✖

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

Formule

`"q"_{"u"} = ("m"*"C"_{"p molar"})*((("C"*"S"_{"flux"})/"U"_{"l"})+("T"_{"a"}-"T"_{"fi"}))*(1-e^(-("F′"*pi*"D"_{"o"}*"U"_{"l"}*"L")/("m"*"C"_{"p molar"})))`

Exemple

`"12316.88W"=("12kg/s"*"122J/K*mol")*((("0.8"*"98J/sm²")/"1.25W/m²*K")+("300K"-"10K"))*(1-e^(-("0.3"*pi*"2m"*"1.25W/m²*K"*"15m")/("12kg/s"*"122J/K*mol")))`

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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 spécifique molaire à pression constante)*(((Rapport de concentration*Flux absorbé par plaque)/Coefficient de perte global)+(Température ambiante-Capteur plan de température du fluide en entrée))*(1-e^(-(Facteur d'efficacité du collecteur*pi*Diamètre extérieur du tube absorbeur*Coefficient de perte global*Longueur du concentrateur)/(Débit massique*Capacité thermique spécifique molaire à pression constante)))
q_u = (m*C_{p molar})*(((C*S_flux)/U_l)+(T_a-T_fi))*(1-e^(-(F′*pi*D_o*U_l*L)/(m*C_{p 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 défini comme le taux de transfert de chaleur vers le fluide de travail.
Débit massique - (Mesuré en Kilogramme / seconde) - Le débit massique est la masse déplacée par unité de temps.
Capacité thermique spécifique molaire à pression constante - (Mesuré en Joule par Kelvin par mole) - La capacité thermique spécifique molaire à pression constante (d'un gaz) est la quantité de chaleur nécessaire pour élever la température de 1 mol de gaz de 1 °C à pression constante.
Rapport de concentration - Le rapport de concentration est défini comme le rapport de la surface effective d'ouverture à la surface de l'absorbeur.
Flux absorbé par plaque - (Mesuré en Watt par mètre carré) - Le flux absorbé par la plaque est défini comme le flux solaire incident absorbé dans la plaque absorbante.
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 collecteur par unité de surface de la plaque absorbante et la différence de température entre la plaque absorbante et l'air ambiant.
Température ambiante - (Mesuré en Kelvin) - La température de l'air ambiant est la température du milieu environnant.
Capteur plan de température du fluide en entrée - (Mesuré en Kelvin) - La température du fluide d'entrée du collecteur à plaques planes est définie comme la température à laquelle le liquide pénètre dans le collecteur à plaques planes.
Facteur d'efficacité du collecteur - Le facteur d'efficacité du capteur est défini comme le rapport de la puissance thermique réelle du capteur à la puissance d'un capteur idéal dont la température de l'absorbeur est égale à la température du fluide.
Diamètre extérieur du tube absorbeur - (Mesuré en Mètre) - Le diamètre extérieur du tube absorbant est la mesure des bords extérieurs du tube passant par son centre.
Longueur du concentrateur - (Mesuré en Mètre) - La longueur du concentrateur est la longueur du concentrateur d'une extrémité à l'autre.

ÉTAPE 1: Convertir les entrées en unité de base

Débit massique: 12 Kilogramme / seconde --> 12 Kilogramme / seconde Aucune conversion requise
Capacité thermique spécifique molaire à pression constante: 122 Joule par Kelvin par mole --> 122 Joule par Kelvin par mole Aucune conversion requise
Rapport de concentration: 0.8 --> Aucune conversion requise
Flux absorbé par plaque: 98 Joule par seconde par mètre carré --> 98 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 ambiante: 300 Kelvin --> 300 Kelvin Aucune conversion requise
Capteur plan de température du fluide en entrée: 10 Kelvin --> 10 Kelvin Aucune conversion requise
Facteur d'efficacité du collecteur: 0.3 --> Aucune conversion requise
Diamètre extérieur du tube absorbeur: 2 Mètre --> 2 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

q_u = (m*C_{p molar})*(((C*S_flux)/U_l)+(T_a-T_fi))*(1-e^(-(F′*pi*D_o*U_l*L)/(m*C_{p molar}))) --> (12*122)*(((0.8*98)/1.25)+(300-10))*(1-e^(-(0.3*pi*2*1.25*15)/(12*122)))

Évaluer ... ...

q_u = 12316.8826134102

ÉTAPE 3: Convertir le résultat en unité de sortie

12316.8826134102 Watt --> Aucune conversion requise

RÉPONSE FINALE

12316.8826134102 ≈ 12316.88 Watt <-- Gain de chaleur utile

(Calcul effectué en 00.004 secondes)

Tu es là -

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Crédits

Créé par ADITYA RAWAT

UNIVERSITÉ DIT (DUIT), Dehradun

ADITYA RAWAT a créé cette calculatrice et 50+ autres calculatrices!

Vérifié par Anshika Arya

Institut national de technologie (LENTE), Hamirpur

Anshika Arya a validé cette calculatrice et 2500+ autres calculatrices!

< 23 Collecteurs à concentration Calculatrices

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

Aller Gain de chaleur utile = (Débit massique*Capacité thermique spécifique molaire à pression constante)*(((Rapport de concentration*Flux absorbé par plaque)/Coefficient de perte global)+(Température ambiante-Capteur plan de température du fluide en entrée))*(1-e^(-(Facteur d'efficacité du collecteur*pi*Diamètre extérieur du tube absorbeur*Coefficient de perte global*Longueur du concentrateur)/(Débit massique*Capacité thermique spécifique molaire à pression constante)))

Collecteur de concentration du facteur d'évacuation de la chaleur

Aller Facteur d'évacuation de la chaleur du collecteur = ((Débit massique*Capacité thermique spécifique molaire à pression constante)/(pi*Diamètre extérieur du tube absorbeur*Longueur du concentrateur*Coefficient de perte global))*(1-e^(-(Facteur d'efficacité du collecteur*pi*Diamètre extérieur du tube absorbeur*Coefficient de perte global*Longueur du concentrateur)/(Débit massique*Capacité thermique spécifique molaire à pression constante)))

Facteur d'évacuation de la chaleur dans le collecteur parabolique composé

Aller Facteur d'évacuation de la chaleur du collecteur = ((Débit massique*Capacité thermique spécifique molaire à pression constante)/(Largeur de la surface de l'absorbeur*Coefficient de perte global*Longueur du concentrateur))*(1-e^(-(Facteur d'efficacité du collecteur*Largeur de la surface de l'absorbeur*Coefficient de perte global*Longueur du concentrateur)/(Débit massique*Capacité thermique spécifique molaire à pression constante)))

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

Aller Gain de chaleur utile = Facteur d'évacuation de la chaleur du collecteur*(Ouverture du concentrateur-Diamètre extérieur du tube absorbeur)*Longueur du concentrateur*(Flux absorbé par plaque-(Coefficient de perte global/Rapport de concentration)*(Capteur plan de température du fluide en entrée-Température ambiante))

Gain de chaleur utile dans le collecteur parabolique composé

Aller Gain de chaleur utile = Facteur d'évacuation de la chaleur du collecteur*Ouverture du concentrateur*Longueur du concentrateur*(Flux absorbé par plaque-((Coefficient de perte global/Rapport de concentration)*(Capteur plan de température du fluide en entrée-Température ambiante)))

Flux absorbé dans le collecteur parabolique composé

Aller Flux absorbé par plaque = ((Composante de faisceau horaire*Facteur d'inclinaison pour le rayonnement du faisceau)+(Composante diffuse horaire/Rapport de concentration))*Transmissivité de la couverture*Réflectivité efficace du concentrateur*Absorptivité de la surface de l'absorbeur

Efficacité de collecte instantanée du collecteur à concentration

Aller Efficacité de collecte instantanée = Gain de chaleur utile/((Composante de faisceau horaire*Facteur d'inclinaison pour le rayonnement du faisceau+Composante diffuse horaire*Facteur d'inclinaison pour le rayonnement diffus)*Ouverture du concentrateur*Longueur du concentrateur)

Gain de chaleur utile lorsque l'efficacité de collecte est présente

Aller Gain de chaleur utile = Efficacité de collecte instantanée*(Composante de faisceau horaire*Facteur d'inclinaison pour le rayonnement du faisceau+Composante diffuse horaire*Facteur d'inclinaison pour le rayonnement diffus)*Ouverture du concentrateur*Longueur du concentrateur

Facteur d'efficacité du collecteur pour le collecteur parabolique composé

Aller Facteur d'efficacité du collecteur = (Coefficient de perte global*(1/Coefficient de perte global+(Largeur de la surface de l'absorbeur/(Nombre de tubes*pi*Tube absorbant de diamètre intérieur*Coefficient de transfert de chaleur à l'intérieur))))^-1

Zone d'ouverture donnée Gain de chaleur utile

Aller Zone d'ouverture efficace = Gain de chaleur utile/(Flux absorbé par plaque-(Coefficient de perte global/Rapport de concentration)*(Température moyenne de la plaque absorbante-Température ambiante))

Collecteur à concentration du facteur d'efficacité du collecteur

Aller Facteur d'efficacité du collecteur = 1/(Coefficient de perte global*(1/Coefficient de perte global+Diamètre extérieur du tube absorbeur/(Tube absorbant de diamètre intérieur*Coefficient de transfert de chaleur à l'intérieur)))

Efficacité de collecte instantanée du collecteur de concentration sur la base du rayonnement du faisceau

Aller Efficacité de collecte instantanée = Gain de chaleur utile/(Composante de faisceau horaire*Facteur d'inclinaison pour le rayonnement du faisceau*Ouverture du concentrateur*Longueur du concentrateur)

Zone de l'absorbeur dans le collecteur récepteur central

Aller Zone d'absorbeur dans le collecteur central du récepteur = pi/2*Diamètre de l'absorbeur de sphère^2*(1+sin(Angle de jante)-(cos(Angle de jante)/2))

Surface de l'absorbeur compte tenu de la perte de chaleur de l'absorbeur

Aller Surface de la plaque absorbante = Perte de chaleur du collecteur/(Coefficient de perte global*(Température moyenne de la plaque absorbante-Température ambiante))

Rapport de concentration du collecteur

Aller Rapport de concentration = (Ouverture du concentrateur-Diamètre extérieur du tube absorbeur)/(pi*Diamètre extérieur du tube absorbeur)

Inclinaison des réflecteurs

Aller Inclinaison du réflecteur = (pi-Angle d'inclinaison-2*Angle de latitude+2*Angle de déclinaison)/3

Rayonnement du faisceau solaire compte tenu du taux de gain de chaleur utile et du taux de perte de chaleur de l'absorbeur

Aller Rayonnement solaire = (Gain de chaleur utile+Perte de chaleur du collecteur)/Zone d'ouverture efficace

Gain de chaleur utile dans le collecteur à concentration

Aller Gain de chaleur utile = Zone d'ouverture efficace*Rayonnement solaire-Perte de chaleur du collecteur

Diamètre extérieur du tube absorbant compte tenu du rapport de concentration

Aller Diamètre extérieur du tube absorbeur = Ouverture du concentrateur/(Rapport de concentration*pi+1)

Angle d'acceptation du concentrateur 3-D donné Rapport de concentration maximum

Aller Angle d'acceptation = (acos(1-2/Rapport de concentration maximal))/2

Rapport de concentration maximal possible du concentrateur 3D

Aller Rapport de concentration maximal = 2/(1-cos(2*Angle d'acceptation))

Angle d'acceptation du concentrateur 2D donné Rapport de concentration maximum

Aller Angle d'acceptation = asin(1/Rapport de concentration maximal)

Rapport de concentration maximal possible du concentrateur 2D

Aller Rapport de concentration maximal = 1/sin(Angle d'acceptation)

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

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