Ganho de calor útil quando a eficiência de coleta está presente Calculadora

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✖A eficiência de coleta instantânea é definida como a razão entre o ganho de calor útil e a radiação incidente no coletor.ⓘ Eficiência de Coleta Instantânea [η_i]			+10% -10%
✖A componente horária do feixe é definida como a radiação solar recebida do Sol sem ter sido espalhada pela atmosfera por hora.ⓘ Componente do feixe horário [I_b]			+10% -10%
✖O fator de inclinação para a radiação do feixe é definido como a razão entre o fluxo de radiação do feixe que cai em uma superfície inclinada e aquele que cai em uma superfície horizontal.ⓘ Fator de inclinação para radiação de feixe [r_b]			+10% -10%
✖O componente difuso horário é definido como a parte da radiação total que atinge a superfície da Terra após uma mudança de suas direções devido ao espalhamento pela atmosfera por hora.ⓘ Componente Difuso Horário [I_d]			+10% -10%
✖O fator de inclinação para radiação difusa é a razão entre o fluxo de radiação difusa que cai na superfície inclinada e aquele que cai na superfície horizontal.ⓘ Fator de inclinação para radiação difusa [r_d]			+10% -10%
✖A abertura do concentrador é definida como a abertura por onde passam os raios solares.ⓘ Abertura do Concentrador [W]			+10% -10%
✖O comprimento do concentrador é o comprimento do concentrador de uma extremidade à outra.ⓘ Comprimento do Concentrador [L]			+10% -10%

✖O ganho de calor útil é definido como a taxa de transferência de calor para o fluido de trabalho.ⓘ Ganho de calor útil quando a eficiência de coleta está presente [q_u]

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Fórmula

✖

Ganho de calor útil quando a eficiência de coleta está presente

Fórmula

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

Exemplo

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

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Ganho de calor útil quando a eficiência de coleta está presente Solução

ETAPA 0: Resumo de pré-cálculo

Fórmula Usada

Ganho de calor útil = Eficiência de Coleta Instantânea*(Componente do feixe horário*Fator de inclinação para radiação de feixe+Componente Difuso Horário*Fator de inclinação para radiação difusa)*Abertura do Concentrador*Comprimento do Concentrador
q_u = η_i*(I_b*r_b+I_d*r_d)*W*L
Esta fórmula usa 8 Variáveis

Variáveis Usadas

Ganho de calor útil - (Medido em Watt) - O ganho de calor útil é definido como a taxa de transferência de calor para o fluido de trabalho.
Eficiência de Coleta Instantânea - A eficiência de coleta instantânea é definida como a razão entre o ganho de calor útil e a radiação incidente no coletor.
Componente do feixe horário - (Medido em Watt por metro quadrado) - A componente horária do feixe é definida como a radiação solar recebida do Sol sem ter sido espalhada pela atmosfera por hora.
Fator de inclinação para radiação de feixe - O fator de inclinação para a radiação do feixe é definido como a razão entre o fluxo de radiação do feixe que cai em uma superfície inclinada e aquele que cai em uma superfície horizontal.
Componente Difuso Horário - (Medido em Watt por metro quadrado) - O componente difuso horário é definido como a parte da radiação total que atinge a superfície da Terra após uma mudança de suas direções devido ao espalhamento pela atmosfera por hora.
Fator de inclinação para radiação difusa - O fator de inclinação para radiação difusa é a razão entre o fluxo de radiação difusa que cai na superfície inclinada e aquele que cai na superfície horizontal.
Abertura do Concentrador - (Medido em Metro) - A abertura do concentrador é definida como a abertura por onde passam os raios solares.
Comprimento do Concentrador - (Medido em Metro) - O comprimento do concentrador é o comprimento do concentrador de uma extremidade à outra.

ETAPA 1: Converter entrada (s) em unidade de base

Eficiência de Coleta Instantânea: 0.675 --> Nenhuma conversão necessária
Componente do feixe horário: 18 Joule por segundo por metro quadrado --> 18 Watt por metro quadrado (Verifique a conversão aqui)
Fator de inclinação para radiação de feixe: 0.25 --> Nenhuma conversão necessária
Componente Difuso Horário: 9 Joule por segundo por metro quadrado --> 9 Watt por metro quadrado (Verifique a conversão aqui)
Fator de inclinação para radiação difusa: 5 --> Nenhuma conversão necessária
Abertura do Concentrador: 7 Metro --> 7 Metro Nenhuma conversão necessária
Comprimento do Concentrador: 15 Metro --> 15 Metro Nenhuma conversão necessária

ETAPA 2: Avalie a Fórmula

Substituindo valores de entrada na fórmula

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

Avaliando ... ...

q_u = 3508.3125

PASSO 3: Converta o Resultado em Unidade de Saída

3508.3125 Watt --> Nenhuma conversão necessária

RESPOSTA FINAL

3508.3125 ≈ 3508.313 Watt <-- Ganho de calor útil

(Cálculo concluído em 00.004 segundos)

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Créditos

Criado por ADITYA RAWAT

UNIVERSIDADE DE DIT (DITU), Dehradun

ADITYA RAWAT criou esta calculadora e mais 50+ calculadoras!

Verificado por Anshika Arya

Instituto Nacional de Tecnologia (NIT), Hamirpur

Anshika Arya verificou esta calculadora e mais 2500+ calculadoras!

< 23 Coletores de Concentração Calculadoras

Ganho de calor útil quando o fator de eficiência do coletor está presente

Vai Ganho de calor útil = (Taxa de fluxo de massa*Capacidade de Calor Específico Molar a Pressão Constante)*(((Taxa de concentração*Fluxo absorvido pela placa)/Coeficiente de perda geral)+(Temperatura ambiente-Coletor de placa plana de temperatura do fluido de entrada))*(1-e^(-(Fator de Eficiência do Coletor*pi*Diâmetro externo do tubo absorvedor*Coeficiente de perda geral*Comprimento do Concentrador)/(Taxa de fluxo de massa*Capacidade de Calor Específico Molar a Pressão Constante)))

Coletor concentrador de fator de remoção de calor

Vai Fator de remoção de calor do coletor = ((Taxa de fluxo de massa*Capacidade de Calor Específico Molar a Pressão Constante)/(pi*Diâmetro externo do tubo absorvedor*Comprimento do Concentrador*Coeficiente de perda geral))*(1-e^(-(Fator de Eficiência do Coletor*pi*Diâmetro externo do tubo absorvedor*Coeficiente de perda geral*Comprimento do Concentrador)/(Taxa de fluxo de massa*Capacidade de Calor Específico Molar a Pressão Constante)))

Fator de remoção de calor em coletor parabólico composto

Vai Fator de remoção de calor do coletor = ((Taxa de fluxo de massa*Capacidade de Calor Específico Molar a Pressão Constante)/(Largura da Superfície Absorvente*Coeficiente de perda geral*Comprimento do Concentrador))*(1-e^(-(Fator de Eficiência do Coletor*Largura da Superfície Absorvente*Coeficiente de perda geral*Comprimento do Concentrador)/(Taxa de fluxo de massa*Capacidade de Calor Específico Molar a Pressão Constante)))

Taxa de ganho de calor útil no coletor de concentração quando a razão de concentração está presente

Vai Ganho de calor útil = Fator de remoção de calor do coletor*(Abertura do Concentrador-Diâmetro externo do tubo absorvedor)*Comprimento do Concentrador*(Fluxo absorvido pela placa-(Coeficiente de perda geral/Taxa de concentração)*(Coletor de placa plana de temperatura do fluido de entrada-Temperatura ambiente))

Ganho de calor útil em coletor parabólico composto

Vai Ganho de calor útil = Fator de remoção de calor do coletor*Abertura do Concentrador*Comprimento do Concentrador*(Fluxo absorvido pela placa-((Coeficiente de perda geral/Taxa de concentração)*(Coletor de placa plana de temperatura do fluido de entrada-Temperatura ambiente)))

Fluxo absorvido no coletor parabólico composto

Vai Fluxo absorvido pela placa = ((Componente do feixe horário*Fator de inclinação para radiação de feixe)+(Componente Difuso Horário/Taxa de concentração))*Transmissividade da Cobertura*Refletividade efetiva do concentrador*Absortividade da Superfície do Absorvente

Eficiência de coleta instantânea do coletor de concentração

Vai Eficiência de Coleta Instantânea = Ganho de calor útil/((Componente do feixe horário*Fator de inclinação para radiação de feixe+Componente Difuso Horário*Fator de inclinação para radiação difusa)*Abertura do Concentrador*Comprimento do Concentrador)

Ganho de calor útil quando a eficiência de coleta está presente

Vai Ganho de calor útil = Eficiência de Coleta Instantânea*(Componente do feixe horário*Fator de inclinação para radiação de feixe+Componente Difuso Horário*Fator de inclinação para radiação difusa)*Abertura do Concentrador*Comprimento do Concentrador

Fator de eficiência do coletor para coletor parabólico composto

Vai Fator de Eficiência do Coletor = (Coeficiente de perda geral*(1/Coeficiente de perda geral+(Largura da Superfície Absorvente/(Número de tubos*pi*Tubo absorvedor de diâmetro interno*Coeficiente de transferência de calor interno))))^-1

Área de Abertura dada Ganho de Calor Útil

Vai Área efetiva de abertura = Ganho de calor útil/(Fluxo absorvido pela placa-(Coeficiente de perda geral/Taxa de concentração)*(Temperatura média da placa absorvedora-Temperatura ambiente))

Coletor concentrador do fator de eficiência do coletor

Vai Fator de Eficiência do Coletor = 1/(Coeficiente de perda geral*(1/Coeficiente de perda geral+Diâmetro externo do tubo absorvedor/(Tubo absorvedor de diâmetro interno*Coeficiente de transferência de calor interno)))

Eficiência de coleta instantânea do coletor concentrador com base na radiação do feixe

Vai Eficiência de Coleta Instantânea = Ganho de calor útil/(Componente do feixe horário*Fator de inclinação para radiação de feixe*Abertura do Concentrador*Comprimento do Concentrador)

Área do absorvedor no coletor do receptor central

Vai Área do Absorvedor no Coletor do Receptor Central = pi/2*Diâmetro do Absorvedor de Esfera^2*(1+sin(Ângulo do Aro)-(cos(Ângulo do Aro)/2))

Área do Absorvedor com Perda de Calor do Absorvedor

Vai Área da placa absorvedora = Perda de calor do coletor/(Coeficiente de perda geral*(Temperatura média da placa absorvedora-Temperatura ambiente))

Razão de concentração do coletor

Vai Taxa de concentração = (Abertura do Concentrador-Diâmetro externo do tubo absorvedor)/(pi*Diâmetro externo do tubo absorvedor)

Inclinação dos refletores

Vai Inclinação do Refletor = (pi-Ângulo de inclinaçao-2*Ângulo de latitude+2*Ângulo de Declinação)/3

Radiação do Feixe Solar dada Taxa de Ganho de Calor Útil e Taxa de Perda de Calor do Absorvedor

Vai Radiação do feixe solar = (Ganho de calor útil+Perda de calor do coletor)/Área efetiva de abertura

Ganho de calor útil no coletor de concentração

Vai Ganho de calor útil = Área efetiva de abertura*Radiação do feixe solar-Perda de calor do coletor

Diâmetro Externo do Tubo Absorvedor dada a Razão de Concentração

Vai Diâmetro externo do tubo absorvedor = Abertura do Concentrador/(Taxa de concentração*pi+1)

Ângulo de aceitação do concentrador 3-D dada a taxa de concentração máxima

Vai Ângulo de Aceitação = (acos(1-2/Razão de concentração máxima))/2

Razão de concentração máxima possível do concentrador 3-D

Vai Razão de concentração máxima = 2/(1-cos(2*Ângulo de Aceitação))

Ângulo de aceitação do concentrador 2-D dada a taxa de concentração máxima

Vai Ângulo de Aceitação = asin(1/Razão de concentração máxima)

Razão de concentração máxima possível do concentrador 2-D

Vai Razão de concentração máxima = 1/sin(Ângulo de Aceitação)

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