Подогреватели воздуха с использованием солнечного излучения. Конструкции, принцип работы и эквивалентная диаграмма нагревателя.
Теплый воздух необходим для просушки зерна и обогревания жилищ. Солнечные нагреватели воздуха подобны нагревателям воды, в которых жидкость нагревается, контактируя с поглощающей излучение поверхностью. В частности, влияние ориентации приемной площадки и потери тепла при обдувании ветром для обоих типов нагревателей очень сходны.
На рис. 5.1 показаны два типичных устройства.
Рис. 5.1. Два типа воздушных коллекторов:
1 – стеклянное покрытие; 2 – шероховатая черная поглощающая поверхность; 3 – пористая поглощающая пластина; 4 – изоляция
Энергия, передаваемая воздуху от поглощающей поверхности в единицу времени, равна 
рис. 5.1 а) нагреватели изготавливают с шероховатыми приемными поверхностями или с поверхностями, на которых нарезаны канавки для увеличения площади и усиления турбулентности, необходимой для теплопередачи в воздухе.
рис. 5.1 б) альтернативный вариант состоит в увеличении контактной поверхности при использовании пористых или сетчатых приемников
Анализ теплопереноса довольно сложен, поскольку трудно разделить полезное тепло и потери, так как потоки тепла внутри приемной пластины и от пластины к стеклянному покрытию связаны между собой. Это отражено на диаграмме (рис 5.3). Обычно в первом приближении этой связью пренебрегают и используют уравнение (4.23) 
для теплового потока, как и при анализе нагревателей воды (где 
-коэффициент захвата излучения ( 
, 
- коэффициент пропускания прозрачного покрытия, защищающего приемную поверхность от ветра, 
-коэффициент поглощения приемной поверхности, 
-площадь освещенной поверхности,
|
|
|
G-облученность приемника,
Рис. 5.3. Эквивалентная диаграмма для воздушного коллектора, показанного на рис. 5.1, а. Вследствие циркуляции воздуха внутри нагревателя температура на выходе 
ниже температуры приемной пластины
-температура окружающей среды, -температура приемной платины,
-температура неба, 
-температура стекла.
Нагреватели воздуха дешевле водяных, так как в них не требуется заливать тяжелую жидкость, их можно изготовить из светлых местных материалов и нет необходимости защищать от мороза.
Физические основы возникновения ветровой энергии. Процессыпри возникновении горного ветра и морского бриза.
Ветровая энергия представляет собой возобновляемый источник энергии, являющийся вторичным по отношению к солнечной энергии. Причиной возникновения ветра являются разности температур в атмосфере, образующиеся в результате действия солнечного излучения, которые, в свою очередь, обуславливают возникновение различных давлений. Ветер возникает в процессе рассеяния энергии, накопившейся вследствие наличия этих различных давлений.
|
|
|
Энергия ветра в конечном итоге является результатом тепловых процессов, происходящих в атмосфере планеты. Различная плотность нагретого и холодного воздуха является основной причиной активных процессов перемешивания воздушных масс. Следовательно, первоначальным источником энергии ветра является энергия солнечного излучения, которая высвобождается в одной из своих форм – энергии воздушных течений
Морской бриз.Наиболее простой процесс возникновения ветра часто можно наблюдать летом у берега моря в ясную и тихую погоду. Днем обычно ветер дует на берег, ночью, наоборот, ветер направлен с берега на море. Эта особенность ветра на морском побережье объясняется различием в скорости нагревания и охлаждения воздуха над сушей и морем. Днем поверхность суши, а следовательно, и прилегающие к ней слои воздуха нагреваются быстрее, чем море и воздух над ним. Поэтому создается разность между температурой воздуха над сушей и морем.
Воздух над сушей, как более теплый и относительно легкий, поднимается вверх, а на его место устремляется более холодный воздух с моря. Ночью, наоборот, воздух над сушей охлаждается быстрее, чем над теплой водой. Поэтому воздух с берега устремляется на море, чтобы занять место поднимающегося здесь более теплого воздуха.
|
|
|
На некоторой высоте создаются воздушные течения, обратные тем, какие наблюдаются у поверхности земли. Такие ветры, наблюдающиеся на берегах морей и озер, называют бризами.
Горный ветер. Горы имеют очень разнообразное влияние на ветер, они или вызывают ветрообразование, или же выступают как барьер для его прохождения. Над взгорьями воздух прогревается сильнее, чем воздух на такой же высоте над низменностями, что создает зоны низкого давления над горами и приводит к ветрообразованию. Перепад высоты гор существенно влияет на движение ветра. В результате значительного градиента скорости движения воздух становится турбулентным и остается таковым на определенном расстоянии даже на равнине за горой.
Дата добавления: 2018-08-06; просмотров: 617; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!