II.BOB. SHAXSIY XO’JALIK VA ISHLAB CHIQARISH KOORXONASINI ISSIQ SUV TA’MINOTI UCHUN MO’LJALLANGAN QUYOSH QURILMASIDA ISSIQLIK FIZIK JARAYON TADQIQI.
2.1.Matematik modellashtirish asosida quyosh suv isitgich qurilmalarini issiqlik texnik xarakteristikalarini tadqiq qilish.
Quyoshli issiq suv ta`minoti qurilmalarining xisobi, to`g’ri va tarqoq quyosh radiatsiyasining soatli yig’indilari va tashqi havo harorati bo`yicha bajariladi. Quyosh radiatsiyasi intensivligining kattaligi, tashki xavoning harorati, odatda, QMQ 2.01.01-94 bo`yicha qabul qilinadi.
Quyosh kollektorining ixtiyoriy fazoviy xolati va yorug’ kunning xar bir soati uchun tashayotgan quyosh radiatsiyasining intensivligini qi , Vt/m2, kuyidagi formula bo`yicha aniklash lozim.
qi=Ps Is + PD ID ,
bu erda,
Is - gorizontal yuzaga tushayotgan to`g’ri quyosh radiatsiyasining intensivligi, Vt/m2;
ID - gorizontal yuzaga tushayotgan tarqoq quyosh radiatsiyasining intensivligi, Vt/m2;
Ps ,PD - to`g’ri va tarqoq radiatsiyalari uchun mos ravishda quyosh kollektori xolatining koeffitsientlari.
Tarqoq radiatsiya uchun quyosh kollektori xolatining koeffitsienti PD ni ko`yidagi formuladan aniqlash mumkin
PD= cos2 b/2
bu erda b -quyosh kollektorining gorizonga nisbatan kiyalik burchagi.
Yuqorida takidlab o`tilganidek bugungi kunda nafaqat mamlakatimizda balki butun jahonda asosiy energetik siyosat mavjud energiya manbalaridan oqilona foydalanish, energetik ob`ektlarni atrof muxitga ta`sirini kamaytirishdan iborat. Bunday strategiya noodatiy qayta tiklanadigan energiya manbalariga taluqlidir(QTE). Quyosh energiyasidan xo`jalik yumushlari uchun suv qizdirishda foydalanish istiqbolli yo`nalishlardan biri sanaladi. Ammo mavjud quyosh qurilmalarini taxlili shuni ko`rsatadiki ulardan issiq suv ta`minotida foydalanish ularning tuzulishining murakkabligi, olinadigan energiya tannarxini qimmatlashtiradigan yuqori darajadagi material sig’imidan kelib chiqadigan foydalanish darajasining pastligi to`sqinlik qiladi.
Shuning uchun mavjud Quyosh suv isitgichlarini takomillashtirish va yangilarini qurish yo`nalishidagi tadqiqotlar issiq suv ta`minoti uchun dolzarb va xalq xo`jaligi uchun katta ahamiyatga ega.
QSQ ishlashi samaradorligiga Quyosh suv-qizdirgich kollektorlarining(QSK) foydali ish koeffitsienti, quyosh konturida suv uzatuvchi va qizigan suvni oluvchi quvurlardan issiqlik yo`qotilishi( bu quvurlar uzunligi,ularning materiali, issiqlik himoya qatlami materiali, issiqlik sarfiga bog’liq), jamlagich bak hajmi, shuningdek jamlagich bak devorlaridan issiqlik yo`qotilishi sezilarli ta`sir ko`rsatadi.
QSK shuningdek QSQ lari ishining samaradorligini baholash muammosiga ikkita asosiy yondoshuv mavjud. Birinchi yondoshuv bu qurilmalarning o`rnatilgan joyida QSQ samaradorligini uzoq muddatli vaqt mobaynida tajribaviy tadqiqotlar o`tkazishga asoslangan. Boshqa bir yondoshuv QSQissiqlik almashinuv jarayonini matematik modellashtirish va shuning asosida QSKning ishlab chiqaruvchanligini, QSK ning chiqishida issiqlik tashuvchining haroratini, issiqlik yutuvchi plastinka sirtidagi harorat maydonini, jamlagich bakiga beriladigan issiqlik miqdori va boshqa kattaliklarni aniqlashga asoslangan.
Modellashtirish QSQ berilgan kattaliklarida qurilmaning chiqishida eng muhim parametrlarni tez aniqlashga imkon beradi. SHuningdek kirish parametrlarini bir necha qiymatlari, masalan issiqlik qabul qilgich o`lchamlari tizimda kollektorlar soni, issiqlik tashuvchining issiqlik sig’imi va uning dastlabki harorati, bakning issiqlikdan himoya parametrlarini va boshqalarni o`zgartira borib, QSQ samarador ish rejimini aniqlashga imkon beradi. n dona kollektordan tashkil topgan quyosh suv qizitgich qurilmasini matematik modellashtirish uning issiqlik balansini hisoblashga asoslangan.
Kollektorning qabul qiluvchi sirtiga tushadigan yig’indi issiqlik oqimi quyidagi munosabatdan aniqlanadi [2]:
Quyosh nurlanishidan olingan energiya issiqlik tashuvchini, bak va kollektor devorlarini, shuningdek kollektor va jamlagich bak tomonidan atrof muxitga dt vaqt davomida issiqlik yo`qotilishiga sarflanadi. QSQ balans tenglamasi issiqlik qabul qilgich va jamlagich bak devorlari harorati issiqlik tashuvchi muxitning o`rtacha T(t) haroratiga teng deb taxmin qilib yozildi. Bu tenglamada quyidagi bedgilashlar kiritildi: E – yig’indi quyosh radiatsiyasi; Sk i ηs – kollektor yuzasi optik FIK; Vb – bakdagi issiqlik tashuvchi hajmi, m3; c, cbk – issiqlik tashuvchi va bak devori issiqlik sig’imi, j/(kgK); ρ, ρbk – issiqlik tashuvchi va chegarolovchi qismlar zichligi, kg/m3; rt, ri, ht, hi – jamlagich bak ichki va dashqi devorlari radiusi va balandligi, m; T, Ta – issiqlik tashuvchi va atrof muxit harorati, K; R – shisha korpus asosi radiusi, m; H – shisha korpus balandligi, m; Sb – jamlagich bak issiqlik almashinish yuzasi, m2; dq, lq – QSQ bog’lovchi quvurlari diametri va uzunligi, m; K, Kb i Kq – QSQ kolektori, jamlagich-baki va ulovchi quvurlari issiqlik uzatish koeffitsientlari, Vt/(m2K).
QSQ kolektori, jamlagich-baki va ulovchi quvurlari issiqlik uzatish koeffitsientlari Kb, Kq ni aniqlash uchun [3] da taklif qilingan formuladan foydalanamiz:
=
=
bunda δn, δhq, λn, λhq – jamlagich bak va ulovchi quvurlarning n- himoya qatlami qalinligi hamda issiqlik o`tkazuvchanlik koeffitsientlari; αib, αtq, αtb, αiq - jamlagich bak va ulovchi quvurlar ichki va tashqi sirtlari issiqlik qabul qilish hamda issiqlik berish koeffitsientlari.
quyidagi ko`rinishda tasvirlash mumkin
(4)
Quyidagi belgilashni kiritamiz
(5)
Quyidagi chiziqli differentsial tenglamani olamiz
T(0) = Tx, boshlang’ich shartda bu tenglamaning echimi QSQ qurilmasi jamlagich bakda issiqlik tashuvchi muxit haroratini vaqt bo`yicha o`zgarishini tasvirlaydi
(7)
Vaqtning dastlabki momentida (t = 0 da) issiqlik tashuvchining harorati T(0) = Tx. Sovuq issiqlik tashuvchini qizdirilishi Quyosh chiqishi bilan boshlanib, harorat Tx dan Tg gacha davom ko`tariladigan butun kun bo`yi davom etadi.
(4), (5) va (7) formulalardan foydalanib butun kun bo`yi kollektor nurlmntirilishi davomida bakda issiqlik tashuvchini haroratini aniqlaymiz,
bunda - atrof muxitning o`rtacha harorati.
Quyosh suv qizdirgichida berilgan Tg haroratda issiqlik tashuvchini qizdirish davomiyligi
*
-(9)
Harorati Tg va davomiyligi t ga teng yorug’ iste`molchiga berilgan issiqlik miqdori,
Dastlabki hisoblashlar kattaliklarning quyilagi qiymatlari uchun o`tkazildi .
= 293-298K; Tx = 290 K; Ssh = 0,125 m2; E = 100...900 Vt∙ch/m2;
n = 12-36; dsh = 0,15 m; N = 0,2 m; υ = 0-5 m/s; Sb = 1,25-2,55 m2; Vb = 0,1-0,3 m3; dqv = 0,015 m; lqv = 6 m; τ = 1-12 ch; δsh = 0,04 m; δn = 0,4-0,8 m; δhtr = 0,02-0,04 m; λsh = 0,74 Vt/m∙K; λn = 0,42-0,9 Vt/m∙K; λhtr = 0,04 Vt/m∙K; αish = 8,14 Vt/m2∙K; αtsh = 23,26 Vt/m2∙K; αib = 10-20 Vt/m2∙K; αtb = 100-300Vt/m2∙K.
Hisoblash natijasida sutka mobaynida T harorat o`zgarishi chizmada tasvirlangan. Bu erda n kollektorlar soni.
2.1.1-chizma. Jamlagich bakidagi suyuqlik haroratini sutka soatlarida o`zgarishi.
|
