Create successful ePaper yourself
Turn your PDF publications into a flip-book with our unique Google optimized e-Paper software.
“Young Scientist” . #3 (50) . March 2013 Technical Sciences<br />
дистилляция в тех сходных случаях, когда производительность<br />
установок небольшая.<br />
Расчеты показали, что солнечное опреснение экономически<br />
выгоднее доставки пресной воды автоводовозами<br />
в местах: а) где минерализация исходной воды 10 г/л<br />
и источник пресной воды находится на расстоянии более<br />
35 км; б) где минерализация исходной воды доходит 40 г/л<br />
и расстояние от пресного источника больше 45 км. Таким<br />
образом, из многочисленных рассмотренных регенеративных<br />
солнечных опреснителей наиболее рациональным<br />
является опреснитель, состоящий из солнечнопарового<br />
котла с параболоцилиндрическим концентратором, работающим<br />
в блоке с опреснительной установкой с параллельным<br />
питанием [2.3].<br />
На каждом этапе преобразования энергии в определенном<br />
элементе гелиоустановок имеет место потеря<br />
энергии, которая характеризуется коэффициентом использования<br />
энергии данным элементом. Потеря энергии<br />
в целом всего процесса преобразования характеризуется<br />
общим коэффициентом использования солнечной энергии<br />
тепловой гелиоустановкой [2.3].<br />
Обозначим через QП.З энергию, падающую на зеркала-концентраторы,<br />
Вт; QО.З энергию, сконцентрированную<br />
зеркалами и отраженную таковыми, ккал/час;<br />
QП.К энергию, падающую на котел, Вт; QВ.К энергию, воспринятую<br />
котлом, Вт; QИ.К энергию, полезно использованную<br />
котлом, Вт.<br />
Запишем коэффициент отражения зеркал<br />
R0 = QО.З / QП.З (1)<br />
коэффициент использования площади зеркал<br />
h З = Q П.З / Q О.З, (2)<br />
коэффициент черноты поверхности нагрева котла<br />
e = Q В.К / Q П.К, (3)<br />
коэффициент полезного действия парового котла<br />
h К = Q П.К / Q В.К. (4)<br />
Коэффициенты, выраженные формулами (1), (2) и (3),<br />
не зависят от интенсивности солнечной радиации:<br />
R 0 = 0,8÷0,85; h З = 0,93÷0,95; e = 0,85÷0,95, к.п.д.<br />
парового котла, как указано выше, зависит от нагрузки<br />
котла, а следовательно, и от интенсивности солнечной радиации<br />
[1.2. 3].<br />
Общий коэффициент полезного действия солнечной<br />
энергетической установки<br />
. (5)<br />
Исходными данными для расчета солнечного парового<br />
котла являются начальные параметры пара и паропроизводительность<br />
агрегата.<br />
Количество тепла, полезно использованное котлом,<br />
равно<br />
Q и.к =D(i п – i и.в); (6)<br />
в том числе полезно использованное экономайзером<br />
Q и.э =D(i п – i п.в); (7)<br />
полезно использованное испарителем<br />
35<br />
Q и.и =D(i н – i ж); (8)<br />
полезно использованное пароперегревателем<br />
Q и.П =D(i П – i н); (9)<br />
В выражениях (5)–(9) приняты обозначения: D – паропроизводительность<br />
котла, кг/час; i п.в – теплосодержание<br />
питательной воды, ккал/кг; i ж – теплосодержание<br />
жидкости при температуре насыщения, ккал/кг; i н – теплосодержание<br />
насыщенного пара, ккал/кг; i П – теплосодержание<br />
перегретого пара, ккал/кг.<br />
Энергия, воспринятая любым элементом котла, складывается<br />
из энергии, полезно использованной этими элементами,<br />
и энергии, потерянной в процессе восприятия.<br />
Энергия, воспринятая котлом, запишется в виде<br />
в том числе экономайзером<br />
, (10)<br />
, (11)<br />
испарителем , (12)<br />
пароперегревателем<br />
. (13)<br />
В соответствии с равенствами (10–13) выражение для<br />
тепловых потерь котла, с учетом потерь его обшивки (обмуровки)<br />
во внешнюю среду, принимает вид<br />
. (14)<br />
В общем случае, для сложного процесса теплообмена,<br />
состоящего из конвекции, лучеиспускания и теплопроводности,<br />
потеря тепла может быть определена из формулы<br />
, (15)<br />
где коэффициент теплопередачи или обратное ему значение<br />
– коэффициент термического сопротивления –<br />
определяются равенством<br />
. (16)<br />
Полагая, что внутренняя сторона труб поверхностей нагрева<br />
котла свободна от накипи, а коэффициент теплопередачи<br />
от стенки труб к жидкости и пару очень большой,<br />
можно принять, что второй и третий члены знаменателя равенства<br />
(16) ничтожно малы. В связи с указанным, выражения<br />
для потерь тепла в окружающую среду примут вид:<br />
для испарителя<br />
для пароперегревателя<br />
, (17)<br />
, (18)<br />
. (19)<br />
Коэффициент конвективного теплообмена в равенствах<br />
(16–19) можно определить по предложенной ниже
Change language