Preview

Вестник Донского государственного технического университета

Расширенный поиск

Математическое моделирование процессов теплообмена для воздушных надувных коллекторов цилиндрической формы

https://doi.org/10.23947/1992-5980-2018-18-2-230-237

Полный текст:

Аннотация

Введение. Рассматривается новый вид устройств для сбора и аккумулирования энергии — воздушный надувной коллектор. Как правило, надувные коллекторы устанавливаются стационарно, что не подразумевает ориентацию коллектора вслед за движением Солнца. Ввиду низкой себестоимости рассматриваемых изделий, необходимо предложить и исследовать максимально эффективную конструкцию.

Материалы и методы. Рассматривается коллектор, состоящий из последовательно соединенных замкнутых цилиндрических сегментов. Полости цилиндров заполнятся воздухом, что обеспечивает постоянство конструкции. Математическое моделирование определения температурного поля воздушного надувного коллектора выполнено с помощью метода конечных элементов.

Результаты исследования. Распределение температурного поля, в зависимости от направления потока солнечной радиации, были подтверждены экспериментально. Математические модели признаны адекватными. Прирост температуры теплопоглощающего слоя по отношению к температуре окружающей среды составил от 7° до 26,2° в зависимости от части сегмента коллектора.

Обсуждение и заключения. В ходе имитационных и экспериментальных исследований было установлено, что на эффективность коллектора, кроме инсоляции Солнца, оказывают воздействие комплекс факторов окружающей среды: влажность воздуха, сила ветра и др. При этом необходимо учитывать конструктивное исполнение устройства, а также эксплуатационные и теплофизические характеристики применяемых материалов. Детальное исследование степени воздействия внешних и внутренних факторов на температурное поле коллектора требует последующей разработки программного комплекса.

Об авторах

О. А. Смирнова
Институт сферы обслуживания и предпринимательства (филиал), Донской государственный технический университет»
Россия

Смирнова Ольга Александровна, кандидат технических наук, доцент,  начальник отдела подготовки кадров высшей квалификации и организации научных исследований 

346500, г. Шахты, ул. Шевченко,147



Ю. Э. Аветисян
Институт сферы обслуживания и предпринимательства (филиал), Донской государственный технический университет»
Россия

Аветисян Юрий Эрнестович, студент кафедры «Строительство и техносферная безопасность» 

346500, г. Шахты, ул. Шевченко,147



Список литературы

1. ГОСТ 28205–89. Основные методы испытаний на воздействие внешних факторов. Часть 2. Испытания. Руководство по испытанию на воздействие солнечной радиации / Государственный комитет СССР по стандартам. — Москва : Издательство стандартов, 1989г. — 17с.

2. ГОСТ Р 51910–2002. Методика исследования и проверки ускоренными методами влияния внешних воздействующих факторов на долговечность и сохраняемость технических изделий / Государственный комитет стандартов Российской Федерации, 2002г. — 20с.

3. ГОСТ Р 26883–86. Внешние воздействующие факторы. Термины и определения / Государственный комитет СССР по стандартам — Москва : Издательство стандартов, 1986г. — 9с.

4. ГОСТ 28202–89 (СТ МЭК 68–2–5–75). Основные методы испытаний на воздействие внешних факторов. Часть 2. Испытания. Имитированная солнечная радиация на уровне земной поверхности: / Государственный комитет СССР по стандартам — Москва : Издательство стандартов, 1989. — 5.

5. ГОСТ Р 55617.1–2013. Возобновляемая энергетика. Установки солнечные термические и их компоненты. Солнечные коллекторы. Часть 1. Общие требования / Государственный комитет стандартов Российской Федерации, 2013г. — 5с.

6. ГОСТ Р 51595–2000. Нетрадиционная энергетика. Солнечная энергетика. Коллекторы солнечные. Общие технические условия / Государственный комитет стандартов Российской Федерации, 2001г. — 27с.

7. ГОСТ Р 55617.2–2013. Возобновляемая энергетика. Установки солнечные термические и их компоненты. Солнечные коллекторы. Часть 2. Методы испытаний / Государственный комитет стандартов Российской Федерации, 2014г. — 94с.

8. Смирнова, О. А. Концепция комплексной оценки эксплуатационных показателей надувного коллектора / О. А. Смирнова, М. А. Гончарова, Ю. Э. Аветисян // Инновационные исследования: проблемы внедрения результатов и направления развития. — 2017. — №2. — С.63–67.

9. Смирнова, О. А. Конфекционирование полимерных материалов для надувных воздушных солнечных коллекторов / О. А. Смирнова И. В. Ващинская, М. А. Гончарова, Ю. Э. Аветисян // Инновации в науке. — 2016. — №4 — С.52–57.

10. Бахвалов, Ю. А. Обратные задачи электротехники: монография / Ю. А. Бахвалов, Н. И. Горбатенко, В. В. Гречихин — Новочеркасск: Изд-во журнала «Изв. ВУЗов. Электромеханика», 2014. — 211 с.

11. Никифоров, А. Н. Методы оптимизации: учеб. пособие / А. Н. Никифоров — Новочеркасск : ЮРГТУ (НПИ), 2007. — 160 с.


Для цитирования:


Смирнова О.А., Аветисян Ю.Э. Математическое моделирование процессов теплообмена для воздушных надувных коллекторов цилиндрической формы. Вестник Донского государственного технического университета. 2018;18(2):230-237. https://doi.org/10.23947/1992-5980-2018-18-2-230-237

For citation:


Smirnova O.A., Avetisyan Y.E. Mathematical modeling of heat exchange processes for air-inflatable cylindrical collectors. Vestnik of Don State Technical University. 2018;18(2):230-237. (In Russ.) https://doi.org/10.23947/1992-5980-2018-18-2-230-237

Просмотров: 67


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 1992-5980 (Print)
ISSN 1992-6006 (Online)