Наукова періодика України Eastern-European journal of enterprise technologies


Boyarchuk V. 
Results of research into thermal-technical characteristics of solar collector / V. Boyarchuk, S. Korobka, M. Babych, R. Krygul // Восточно-Европейский журнал передовых технологий. - 2018. - № 5(8). - С. 23-32. - Режим доступу: http://nbuv.gov.ua/UJRN/Vejpte_2018_5%288%29__4
Розроблено нову конструкцію повітряного геліоколектора (ПГК), виготовленого у вигляді нероздільного енергетичного блока, що включає в себе каркас з теплоізольованими стінками, одинарним заскленням і селективною поверхнею на його днищі. Встановлено ряд узагальнювальних залежностей для знаходження теплової ефективності ПГК, а саме впливу масової витрати повітря на перепад температур теплоносія та інсоляції, на теплопродуктивність і ккд геліоколектора. На підставі експериментальних даних отримано лінійно регресійні залежності середньої денної температури навколишнього середовища від енергетичної освітленості та середньої температури теплоносія від середньої денної температури навколишнього середовища. Отримані регресійні залежності мають різні коефіцієнти регресії, а саме tнсср надає можливість аналітично прогнозувати значення залежнозмінної середньо денної температури навколишнього середовища за допомогою незалежно змінної енергетичної освітленості, що є хаотичною величиною. Крім цього, надає можливість виявляти і пояснити, на скільки та як змінюються середньо денні температури навколишнього середовища та теплоносія за зміни енергетичної освітленості впродовж доби. З цього випливає, що найбільш суттєвим фактором, що впливає на роботу геліоколектора, є енергетична освітленість. Здійснено перевірку адекватності результатів теоретичних і експериментальних досліджень. З'ясовано, що максимальні значення ккд геліоколектора від 65 до 80,6 %, досягаються за температури вихідного потоку теплоносія від 10 до 60 <^>oC і масової витрати повітря від 170 до 190 м<^>3/год. Визначено, що зростання рівня інсоляції від 100 до 1000 Вт/м<^>2 надає змогу збільшити теплопродуктивність колектора від 320 до 1260 Вт і температуру теплоносія на виході з колектора від 10 до 60 <^>oC. Отримані результати можна використати під час розробки та вдосконалення технічних засобів сушіння фруктів, для підвищення технологічної та енергетичної ефективності процесу.Вдосконалено методику розрахунку кінетичних та енергетичних параметрів конвективного сушіння фруктів у геліосушарці, за якими можна проаналізувати підвищення ефективності технологічного процесу сушіння та зменшення затрат енергоресурсів за рахунок сонячної енергії. Досліджено кінетику, динаміку та інтенсивність сушіння фруктів у геліосушарці, зокрема для яблук нарізаних часточками товщиною 8 мм оброблених розчином цукру, підданих бланшуванню та без обробки. Визначено кінетичні характеристики процесу: тривалість сушіння, що склала для яблук оброблених розчином цукру або підданих бланшуванню - 27 год, без обробки - 33 год. Інтенсивність сушіння у цьому випадку для яблук за вологовмісту від 2,89 до 0,24 кг вол./кг сух. реч. становить 1,57 - 0,18 кг/(м<^>2-с). Встановлено вплив енергетичних параметрів на технологічні параметри теплоносія та ккд установки. Зокрема, за один цикл сушіння із 1,5 м<^>2 поверхні повітряного колектора геліосушарка використовувала енергію сонячного випромінювання в межах від 723 до 800 Вт/м<^>2. Встановлено, що ця енергія була перетворена в теплову (2368,2 кДж), яку поглинув теплоносій (1984,9 кДж) і затратив на нагрівання продукту (836,3 кДж) і випаровування вологи 756,7 кДж, а частину - тепловий акумулятор (356,9 кДж). Визначено ккд геліосушарки, що становив від 23 до 60 % залежно від зміни щільності надходження сонячної енергії, яка коливалася у ранковий період (з 700 до 1000 год.) від 456 до 965 Вт/м<^>2 і вечірній період (з 1700 до 2000 год.) - від 734 до 223 Вт/м<^>2. Отримані результати можна використати під час розробки та вдосконалення технічних засобів сушіння фруктів, для підвищення технологічної та енергетичної ефективності процесу.Розроблено нову конструкцію повітряного колектора з герметичним і утепленим корпусом та абсорбер із хвилястою поверхнею, яку можна використовувати як додатковий нагрівний елемент низькотемпературного джерела теплоти. Встановлено ряд узагальнювальних залежностей для знаходження теплової ефективності колектора, а саме впливу складових теплового балансу колектора на перепад температур потоків теплоносія у колекторі та рівня інсоляції, на теплопродуктивність. Отримані аналітичні залежності для визначення складових теплового балансу колектора, розподілення поля температур уздовж поглинальної панелі, що надало змогу вдосконалити математичну модель процесу теплообміну в розробленому повітряному колекторі. Результати досліджень повітряного колектора надали можливість розробити програму числового розрахунку температурного поля теплових потоків на ЕОМ. З'ясовано, що застосування хвилястої поглинальної поверхні абсорбера у повітряному геліоколекторі за малого рівня інсоляції E = 377 Вт/м<^>2 надає змогу збільшити ккд до <$E eta~=~58,3> %, а за великої енергетичної освітленості у E = 1000 Вт/м<^>2 до <$E eta~=~63,9> %. Ітераційним розрахунково-кількісних шляхом визначено ефективність роботи колектора, яка становить понад 78 - 80 %. Це на 10 - 20 % вище, ніж у пласких колекторів, і на 5 - 10 % вище ніж у циліндричних вакуумованих колекторів. Отримані результати можна використати під час розробки та вдосконалення технічних засобів сушіння фруктів, для підвищення технологічної та енергетичної ефективності процесу.
  Повний текст PDF - 1.294 Mb    Зміст випуску     Цитування публікації

Цитованість авторів публікації:
  • Boyarchuk V.
  • Korobka S.
  • Babych M.
  • Krygul R.

  • Бібліографічний опис для цитування:

    Boyarchuk V. Results of research into thermal-technical characteristics of solar collector / V. Boyarchuk, S. Korobka, M. Babych, R. Krygul // Восточно-Европейский журнал передовых технологий. - 2018. - № 5(8). - С. 23-32. - Режим доступу: http://nbuv.gov.ua/UJRN/Vejpte_2018_5(8)__4.

      Якщо, ви не знайшли інформацію про автора(ів) публікації, маєте бажання виправити або відобразити більш докладну інформацію про науковців України запрошуємо заповнити "Анкету науковця"
     
    Відділ інформаційно-комунікаційних технологій
    Пам`ятка користувача

    Всі права захищені © Національна бібліотека України імені В. І. Вернадського