Collettore di concentrazione del fattore di rimozione del calore calcolatrice

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Collettori concentrati

Accumulo di energia termica

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Collettori a piastra piana per liquidi

Conversione fotovoltaica

Nozioni di base

Riscaldatore ad aria solare

✖La portata massica è la massa spostata nell'unità di tempo.ⓘ Portata di massa [m]			+10% -10%
✖La capacità termica specifica molare a pressione costante (di un gas) è la quantità di calore necessaria per aumentare la temperatura di 1 mol del gas di 1 °C alla pressione costante.ⓘ Calore specifico molare a pressione costante [C_{p molar}]			+10% -10%
✖Il diametro esterno del tubo assorbitore è la misura dei bordi esterni del tubo che passa per il suo centro.ⓘ Diametro esterno del tubo di assorbimento [D_o]			+10% -10%
✖La lunghezza del concentratore è la lunghezza del concentratore da un'estremità all'altra.ⓘ Lunghezza del concentratore [L]			+10% -10%
✖Il coefficiente di perdita globale è definito come la perdita di calore dal collettore per unità di superficie della piastra assorbente e la differenza di temperatura tra la piastra assorbente e l'aria circostante.ⓘ Coefficiente di perdita globale [U_l]			+10% -10%
✖Il fattore di efficienza del collettore è definito come il rapporto tra la potenza termica effettiva del collettore e la potenza di un collettore ideale la cui temperatura dell'assorbitore è uguale alla temperatura del fluido.ⓘ Fattore di efficienza del collettore [F′]			+10% -10%

✖Il fattore di rimozione del calore del collettore è il rapporto tra il trasferimento di calore effettivo e il trasferimento di calore massimo possibile attraverso la piastra del collettore.ⓘ Collettore di concentrazione del fattore di rimozione del calore [F_R]

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Formula

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Collettore di concentrazione del fattore di rimozione del calore

Formula

`"F"_{"R"} = (("m"*"C"_{"p molar"})/(pi*"D"_{"o"}*"L"*"U"_{"l"}))*(1-e^(-("F′"*pi*"D"_{"o"}*"U"_{"l"}*"L")/("m"*"C"_{"p molar"})))`

Esempio

`"0.296408"=(("12kg/s"*"122J/K*mol")/(pi*"2m"*"15m"*"1.25W/m²*K"))*(1-e^(-("0.3"*pi*"2m"*"1.25W/m²*K"*"15m")/("12kg/s"*"122J/K*mol")))`

Calcolatrice

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Collettore di concentrazione del fattore di rimozione del calore Soluzione

FASE 0: Riepilogo pre-calcolo

Formula utilizzata

Fattore di rimozione del calore del collettore = ((Portata di massa*Calore specifico molare a pressione costante)/(pi*Diametro esterno del tubo di assorbimento*Lunghezza del concentratore*Coefficiente di perdita globale))*(1-e^(-(Fattore di efficienza del collettore*pi*Diametro esterno del tubo di assorbimento*Coefficiente di perdita globale*Lunghezza del concentratore)/(Portata di massa*Calore specifico molare a pressione costante)))
F_R = ((m*C_{p molar})/(pi*D_o*L*U_l))*(1-e^(-(F′*pi*D_o*U_l*L)/(m*C_{p molar})))
Questa formula utilizza 2 Costanti, 7 Variabili

Costanti utilizzate

pi - Costante di Archimede Valore preso come 3.14159265358979323846264338327950288
e - Costante di Napier Valore preso come 2.71828182845904523536028747135266249

Variabili utilizzate

Fattore di rimozione del calore del collettore - Il fattore di rimozione del calore del collettore è il rapporto tra il trasferimento di calore effettivo e il trasferimento di calore massimo possibile attraverso la piastra del collettore.
Portata di massa - (Misurato in Chilogrammo/Secondo) - La portata massica è la massa spostata nell'unità di tempo.
Calore specifico molare a pressione costante - (Misurato in Joule Per Kelvin Per Mole) - La capacità termica specifica molare a pressione costante (di un gas) è la quantità di calore necessaria per aumentare la temperatura di 1 mol del gas di 1 °C alla pressione costante.
Diametro esterno del tubo di assorbimento - (Misurato in metro) - Il diametro esterno del tubo assorbitore è la misura dei bordi esterni del tubo che passa per il suo centro.
Lunghezza del concentratore - (Misurato in metro) - La lunghezza del concentratore è la lunghezza del concentratore da un'estremità all'altra.
Coefficiente di perdita globale - (Misurato in Watt per metro quadrato per Kelvin) - Il coefficiente di perdita globale è definito come la perdita di calore dal collettore per unità di superficie della piastra assorbente e la differenza di temperatura tra la piastra assorbente e l'aria circostante.
Fattore di efficienza del collettore - Il fattore di efficienza del collettore è definito come il rapporto tra la potenza termica effettiva del collettore e la potenza di un collettore ideale la cui temperatura dell'assorbitore è uguale alla temperatura del fluido.

PASSAGGIO 1: conversione degli ingressi in unità di base

Portata di massa: 12 Chilogrammo/Secondo --> 12 Chilogrammo/Secondo Nessuna conversione richiesta
Calore specifico molare a pressione costante: 122 Joule Per Kelvin Per Mole --> 122 Joule Per Kelvin Per Mole Nessuna conversione richiesta
Diametro esterno del tubo di assorbimento: 2 metro --> 2 metro Nessuna conversione richiesta
Lunghezza del concentratore: 15 metro --> 15 metro Nessuna conversione richiesta
Coefficiente di perdita globale: 1.25 Watt per metro quadrato per Kelvin --> 1.25 Watt per metro quadrato per Kelvin Nessuna conversione richiesta
Fattore di efficienza del collettore: 0.3 --> Nessuna conversione richiesta

FASE 2: valutare la formula

Sostituzione dei valori di input nella formula

F_R = ((m*C_{p molar})/(pi*D_o*L*U_l))*(1-e^(-(F′*pi*D_o*U_l*L)/(m*C_{p molar}))) --> ((12*122)/(pi*2*15*1.25))*(1-e^(-(0.3*pi*2*1.25*15)/(12*122)))

Valutare ... ...

F_R = 0.296407764633985

PASSAGGIO 3: conversione del risultato nell'unità di output

0.296407764633985 --> Nessuna conversione richiesta

RISPOSTA FINALE

0.296407764633985 ≈ 0.296408 <-- Fattore di rimozione del calore del collettore

(Calcolo completato in 00.020 secondi)

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Titoli di coda

Creato da ADITYA RAWAT

DIT UNIVERSITÀ (DITU), Dehradun

ADITYA RAWAT ha creato questa calcolatrice e altre 50+ altre calcolatrici!

Verificato da Anshika Arya

Istituto nazionale di tecnologia (NIT), Hamirpur

Anshika Arya ha verificato questa calcolatrice e altre 2500+ altre calcolatrici!

< 23 Collettori concentrati Calcolatrici

Utile guadagno di calore quando è presente il fattore di efficienza del collettore

Partire Utile guadagno di calore = (Portata di massa*Calore specifico molare a pressione costante)*(((Rapporto di concentrazione*Flusso assorbito dalla piastra)/Coefficiente di perdita globale)+(Temperatura dell'aria ambiente-Collettore a piastra piana della temperatura del fluido in ingresso))*(1-e^(-(Fattore di efficienza del collettore*pi*Diametro esterno del tubo di assorbimento*Coefficiente di perdita globale*Lunghezza del concentratore)/(Portata di massa*Calore specifico molare a pressione costante)))

Collettore di concentrazione del fattore di rimozione del calore

Partire Fattore di rimozione del calore del collettore = ((Portata di massa*Calore specifico molare a pressione costante)/(pi*Diametro esterno del tubo di assorbimento*Lunghezza del concentratore*Coefficiente di perdita globale))*(1-e^(-(Fattore di efficienza del collettore*pi*Diametro esterno del tubo di assorbimento*Coefficiente di perdita globale*Lunghezza del concentratore)/(Portata di massa*Calore specifico molare a pressione costante)))

Fattore di rimozione del calore nel collettore parabolico composto

Partire Fattore di rimozione del calore del collettore = ((Portata di massa*Calore specifico molare a pressione costante)/(Larghezza della superficie dell'assorbitore*Coefficiente di perdita globale*Lunghezza del concentratore))*(1-e^(-(Fattore di efficienza del collettore*Larghezza della superficie dell'assorbitore*Coefficiente di perdita globale*Lunghezza del concentratore)/(Portata di massa*Calore specifico molare a pressione costante)))

Tasso di guadagno di calore utile nel collettore a concentrazione quando è presente il rapporto di concentrazione

Partire Utile guadagno di calore = Fattore di rimozione del calore del collettore*(Apertura del concentratore-Diametro esterno del tubo di assorbimento)*Lunghezza del concentratore*(Flusso assorbito dalla piastra-(Coefficiente di perdita globale/Rapporto di concentrazione)*(Collettore a piastra piana della temperatura del fluido in ingresso-Temperatura dell'aria ambiente))

Utile guadagno di calore nel collettore parabolico composto

Partire Utile guadagno di calore = Fattore di rimozione del calore del collettore*Apertura del concentratore*Lunghezza del concentratore*(Flusso assorbito dalla piastra-((Coefficiente di perdita globale/Rapporto di concentrazione)*(Collettore a piastra piana della temperatura del fluido in ingresso-Temperatura dell'aria ambiente)))

Flusso assorbito nel collettore parabolico composto

Partire Flusso assorbito dalla piastra = ((Componente del fascio orario*Fattore di inclinazione per la radiazione del raggio)+(Componente Oraria Diffusa/Rapporto di concentrazione))*Trasmissività della copertura*Riflettività efficace del concentratore*Assorbimento della superficie dell'assorbitore

Fattore di efficienza del collettore per collettore parabolico composto

Partire Fattore di efficienza del collettore = (Coefficiente di perdita globale*(1/Coefficiente di perdita globale+(Larghezza della superficie dell'assorbitore/(Numero di tubi*pi*Tubo di assorbimento del diametro interno*Coefficiente di trasferimento del calore all'interno))))^-1

Efficienza di raccolta istantanea del collettore a concentrazione

Partire Efficienza di raccolta istantanea = Utile guadagno di calore/((Componente del fascio orario*Fattore di inclinazione per la radiazione del raggio+Componente Oraria Diffusa*Fattore di inclinazione per radiazione diffusa)*Apertura del concentratore*Lunghezza del concentratore)

Utile guadagno di calore quando è presente efficienza di raccolta

Partire Utile guadagno di calore = Efficienza di raccolta istantanea*(Componente del fascio orario*Fattore di inclinazione per la radiazione del raggio+Componente Oraria Diffusa*Fattore di inclinazione per radiazione diffusa)*Apertura del concentratore*Lunghezza del concentratore

Area di apertura data il guadagno di calore utile

Partire Area effettiva di apertura = Utile guadagno di calore/(Flusso assorbito dalla piastra-(Coefficiente di perdita globale/Rapporto di concentrazione)*(Temperatura media della piastra assorbente-Temperatura dell'aria ambiente))

Collettore a concentrazione del fattore di efficienza del collettore

Partire Fattore di efficienza del collettore = 1/(Coefficiente di perdita globale*(1/Coefficiente di perdita globale+Diametro esterno del tubo di assorbimento/(Tubo di assorbimento del diametro interno*Coefficiente di trasferimento del calore all'interno)))

Efficienza di raccolta istantanea del collettore a concentrazione sulla base della radiazione del fascio

Partire Efficienza di raccolta istantanea = Utile guadagno di calore/(Componente del fascio orario*Fattore di inclinazione per la radiazione del raggio*Apertura del concentratore*Lunghezza del concentratore)

Area dell'assorbitore nel collettore centrale del ricevitore

Partire Area dell'assorbitore nel collettore del ricevitore centrale = pi/2*Diametro dell'assorbitore a sfera^2*(1+sin(Angolo del cerchio)-(cos(Angolo del cerchio)/2))

Area dell'assorbitore data la perdita di calore dall'assorbitore

Partire Area della piastra assorbente = Perdita di calore dal collettore/(Coefficiente di perdita globale*(Temperatura media della piastra assorbente-Temperatura dell'aria ambiente))

Rapporto di concentrazione del collettore

Partire Rapporto di concentrazione = (Apertura del concentratore-Diametro esterno del tubo di assorbimento)/(pi*Diametro esterno del tubo di assorbimento)

Inclinazione dei riflettori

Partire Inclinazione del riflettore = (pi-Angolo di inclinazione-2*Angolo di latitudine+2*Angolo di declinazione)/3

Radiazione del raggio solare data la velocità utile di guadagno di calore e la velocità di perdita di calore dall'assorbitore

Partire Radiazione del raggio solare = (Utile guadagno di calore+Perdita di calore dal collettore)/Area effettiva di apertura

Utile guadagno di calore nel collettore a concentrazione

Partire Utile guadagno di calore = Area effettiva di apertura*Radiazione del raggio solare-Perdita di calore dal collettore

Diametro esterno del tubo assorbitore dato il rapporto di concentrazione

Partire Diametro esterno del tubo di assorbimento = Apertura del concentratore/(Rapporto di concentrazione*pi+1)

Angolo di accettazione del concentratore 3D dato il rapporto di concentrazione massimo

Partire Angolo di accettazione = (acos(1-2/Rapporto di concentrazione massimo))/2

Rapporto di concentrazione massimo possibile del concentratore 3-D

Partire Rapporto di concentrazione massimo = 2/(1-cos(2*Angolo di accettazione))

Angolo di accettazione del concentratore 2-D dato il rapporto di concentrazione massimo

Partire Angolo di accettazione = asin(1/Rapporto di concentrazione massimo)

Rapporto di concentrazione massimo possibile del concentratore 2-D

Partire Rapporto di concentrazione massimo = 1/sin(Angolo di accettazione)

Collettore di concentrazione del fattore di rimozione del calore Formula

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