АНАЛИЗ ЭКСПЕРИМЕНТОВ ПО ТЕПЛОВОМУ ПОТОКУ СОЛНЕЧНОГО КОЛЛЕКТОРА

АННОТАЦИЯ

Использование солнечной энергии является одной из актуальных проблем. Были проведены эксперименты по подключению солнечного коллектора к сушильному шкафу и анализу кинетики процесса сушки. В данной статье анализируется процесс теплообмена в солнечном коллекторе и изучается влияние сушки на различные параметры.

ABSTRACT

The use of solar energy is one of the current problems. Experiments were carried out to connect a solar collector to a drying cabinet and analyze the kinetics of the drying process. This article analyzes the heat transfer process in a solar collector and studies the effect of drying on various parameters.

Ключевые слова: солнечная энергия, коллектор, теплообмен, параметры сушки.

Keywords: solar energy, collector, heat exchange, drying parameters.

Солнечная энергия широко используется в сельском хозяйстве, пищевой промышленности и других отраслях. Примеры включают солнечные панели, солнечные обогреватели и солнечные коллекторы. Установка солнечных коллекторов в сушильных шкафах приводит к эффективному использованию источника энергии.

Оптимизация эффективности солнечного коллектора позволяет определить возможности его использования для замены энергосистемы, использующей традиционную энергию [1,2]. Также это позволяет судить о том, что солнечный источник предпочтительнее другого источника энергии для того или иного применения. Понимание механизмов, управляющих теплообменом, позволяет контролировать все параметры, влияющие на процесс теплообмена. Применение тепловой энергии зависит от производительности этих систем и, в основном, от температуры теплоносителя на выходе [3,4].

Теплофизических характеристик воздуха, используемого в качестве теплоносителя, в активный воздушный поток вводят перегородки для улучшения теплообмена [5,6]. Исследования относятся к сушильному шкафу, в который подается воздух, нагретый в плоском солнечном коллекторе с ребрами, размещенными в движущемся воздушном потоке. Таким образом, кинетика сушки чувствительна к изменению параметров сушки. Синтезированы теоретические и экспериментальные исследования. Представляется, что этот процесс является многообещающим, особенно для лекарственных растений, фруктов и овощей, которые часто подвергаются перепроизводству и сталкиваются с проблемами хранения [5,6].

Используемые при моделировании системы сушки, частично нагреваемой солнечной энергией, состоят из метеорологических данных за 12 типичных дней в году и различных физических параметров системы сушки (рис. 1 и 2).

Общий солнечный поток, улавливаемый коллектора, равен сумме прямого и рассеянного потока, получаемого этой поглотитель, наклоненной под углом 40° к горизонтали.

Рисунок 1. Мощность солнечной энергии по месяцев

Рисунок 2. Почасовой солнечный поток

Температура окружающего воздуха играет очень важную роль на разных уровнях (внешние потери и работоспособность коллектора и сушилка). В наших расчетах мы используем почасовые данные для 12 типичных дней в году (рис. 3).

На следующих рисунках (рис. 4) мы показываем изменение измеренных и смоделированных температур различных компонентов солнечного коллектора, а также температуры теплоносителя на выходе. Следует отметить, что эти кривые являются плотными в начале работы системы. Это характеризует тепловую инерционность системы. Как только устанавливается тепловое равновесие, появляются различия, более или менее большие, между смоделированными значениями и измеренными.

Рисунок 3. Почасовое изменение температуры окружающего воздуха, °C

Рисунок 4. Изменение температуры компонентов коллектора (экспериментальные и смоделированные)

Экспериментальные значения температур теплоносителя и поглотителя представляют достаточно существенную разницу. Это определяет эффективность типа используемых материалов, а также качество существующей теплопередачи.

Следует отметить, что температура внутренней металлические пластины выше, чем температура воздуха. Это повышение, вероятно, обусловлено действием радиации, благоприятной больше для твердого тела, чем для воздуха. Максимальное значение полученной температуры воздуха определяет возможность сушки продукта. Эти значения оказываются очень интересными и позволяют сушить методом принудительной конвекции продукции удлиненной формы, особенно в период с 11:00 до 14:00.

Экспериментальные манипуляции подтверждают проведенные исследования. Эти эксперименты позволили нам определить: температура воздуха на выходе из коллектора; температуры и их изменения во времени основных компонентов коллектора, таких как прозрачная крышка (стекло), поглотитель, изолирующая материал; работоспособность коллектора; влияние толщины стекла коллектора на производительность; изменение характеристик коллектора в зависимости от воздушного потока и скорости ветра.

Список литературы:

1. Попель О. С., Фрид С. Е, Шпильрайн Э. Э. и др. Солнечные и ветровые автономные энергоустановки с водородным накопителем // Перспективы энергетики. -2006. -Т.10. -С.77 - 90.
2. Шейндлин А.Е. Проблемы новой энергетики. -М.:Наука, 006.-405 с.
3. Бабаев Б.Д., Данилин В.Н., Гасаналиев А.М. Расчет энергетических ха­рактеристик процессов зарядки и разрядки аккумулятора на основе систе­мы MgO-Mg(0^₂ //II Всероссийская научная конференция, посвященная памяти профессора А. Г. Бергмана. -Махачкала: Изд-во ДГПУ (НИИ ОНХ). -2002. -С.27-28.
4. Хазимов К.М., Хазимов Ж.М., Хазимов М.Ж., Курпенов Б.К. Тепловой баланс в вертикальной гелиосушилке при сушке плодов фруктов и овощей // Известия НАН РК.- Алматы, 2015. - № 3(27). – С.30-34.
5. Дадаев Г.Т., Султанова Ш.А., Сафаров Ж.Э. Математическое моделирование сушки лекарственных трав в гелиосушильной установке. // Проблемы энерго- и ресурсосбережения. Специальный выпуск, №84. Ташкент, 2023. С.242-250.
6. Султанова Ш.А., Мамбетшерипова А.А., Сафаров Ж.Э. Исследование теплообмена процесса сушки. // Universum: технические науки. –Москва, 2023. №12(117), часть 5. –С.28-31.