Расчет теплообмена и радиационной составляющей теплопотерь пленочных гелиотеплиц с экраном | Статья в журнале «Молодой ученый»

Библиографическое описание:

Вардияшвили А. А., Холов К. Н., Мурадов М. О., Вардияшвили А. А. Расчет теплообмена и радиационной составляющей теплопотерь пленочных гелиотеплиц с экраном // Молодой ученый. — 2017. — №12. — С. 48-51. — URL https://moluch.ru/archive/146/41181/ (дата обращения: 10.12.2018).



Для экономии энергии и потерь теплоты в культивационных сооружениях применяют двух и трехслойные пленочные и пластмассовые оболочки, разделенные воздушными прослойками. В воздухе таких прослоек обычно содержатся водяные пары, поэтому их можно рассматривать как полупрозрачные относительно теплового излучения. Для определения эффективности применения прозрачной буферной защиты, произведен расчет для три варианта защиты (ангарной, блочной и полуцилиндрической) в теплице с полезной площадью 200 м2. Температура в прослойках, а также внутри и снаружи теплицы измерялась лабораторными термометрами и медь- константановыми термопарами. Для визуализации конвекции воздуха в буферной защите применялись табачный дым и алюминиевая пудра. Решение задачи лучистого теплообмена для однослойных теплиц, а также для теплиц с полностью прозрачными и непрозрачными в области инфракрасного излучения экранами приводится в [1].

Теплопередача в воздушной прослойке прозрачной защиты происходит за счет естественной конвекции, теплопроводности и излучения. Для аппроксимации расчета такого конвективного теплообмена принято использовать безразмерный коэффициент конвекции [2], характеризующий влияние конвекции на общий теплообмен: , где -эквивалентный коэффициент теплопроводности; - теплопроводность среды (воздуха).

Так как циркуляция воздуха обусловлена разностью плотностей нагретых и холодных слоев и определяется произведением , то

(1)

при

(2)

Плотность теплового потока в прослойке, вычисляли по формуле

,(3)

где - толщина воздушной прослойки, м; -температурный перепад в прослойке, 0С. При расчетах в формулах (2) и (3) за определяющий размер принимали толщину воздушной прослойки ; за определяющую температуру принимали среднюю температуру воздуха в прослойке.

Выявлено, что в буферно-прозрачной защите теплицы при коэффициенте конвекции ; теплотехнические параметры составляют, соответственно, ; ; ; при двухслойном покрытие с толщиной и ; ; ; ; следует отметить, что эквивалентный коэффициент теплопроводности в буферном покрытии и 5,23 раз больше чем в двухслойном; коэффициенте теплоотдачи в буферной покрытий уменьшается в 1,85 раза, следовательно, уменьшается тепловой поток в 1,78 раза. В качестве расчетного примем режим наихудшей энергетической обеспеченности теплицы, когда противоизлучение окружающих тел практически равно нулю, т. е. отдельно стоящая теплица в безоблачную морозную ночь.

Рис. 1. Схема лучистых потоков в блочной пленочной теплице с экраном: 0-поверхность почвы; 1-экран; 2 –внешнее плёночное покрытие

Рассмотрим схему лучистых потоков в блочной пленочной теплице с экраном. Потери теплоты радиации, Вт, определяются эффективным излучением наружной поверхности прозрачной изоляцией .

Эффективное излучение полупрозрачной поверхности, Вт, в общем случае можно определить как алгебраическую сумму собственного, отраженного и проникающего излучения по формуле

,(4)

где - собственное излучение наружной поверхности прозрачной изоляции; - эффективное излучение соответственно наружной поверхности экрана и внутренней поверхности изоляций; — пропускательная способность внутренней поверхности прозрачной изоляции; коэффициенты соответственно облученности шатра экраном и самооблученности прозрачной изоляции.

Из (4) видно, что для определения требуются значения эффективных излучений других поверхностей, участвующих в лучистом теплообмене. Запишем эффективные излучения всех поверхностей в виде

(5)

Составим расширенную матрицу системы (5), подставляя значения коэффициентов облученности на основании данных , и, полагая, что отношение :

Произведя преобразования Гаусса и решая матрицу относительно окончательно получим

,(6)

где, - результирующее излучение системы почва-экран; -приведенный коэффициент отражения системы почва-экран; R0,R1В, R1H, R2В — отражательная способность соответственно почвы, поверхностей экрана внутренней и наружной, внутренней поверхности прозрачной изоляции.

D1В, D1H, D2В — пропускательная способность соответственно внутренней и наружной поверхностей экрана, внутренней поверхности прозрачной изоляции.

Полученная зависимость может быть использована для расчета теплопотерь и других сооружений со светопрозрачными покрытиями.

В условиях г. Карши для холодных дней зимнего периода потери тепла радиацией пленочных теплиц площадью 200 м2 с экраном при наружной температуре наружного воздуха , при укрытии полиэтиленовой пленкой составляет 18 кВт к базисному варианту 100 %, а при укрытии дополнительным экраном из полиэтиленовой пленки составляет 16 кВт к базису составляет 88 %. Показано, что применение двойного прозрачного ограждения в теплицах повышает температуру почвы по сравнению с одинарным на С в ночное время и на С в дневное. Температура воздуха в объеме теплицы повышается на 10 С независимо от времени суток. Анализ полученных результатов показал также, что благодаря геометрической структуре в модели полуцилиндрического покрытия теплицы температурный режим более стабилен, чем в ангарной и блочной теплице и менее зависим от изменений температуры внешней среды.

Литература:

  1. Дроздов В. А. Савин В. К. Теплообмен в светопрозрачных огрождаюших конструкциях. М.Стройиздат.-1970.-307с.
  2. Кутателадзе С. С. Основы теории теплообмена.-М. Атомиздат.1979.-416с

[1] Грант РУз А-4–47.

Основные термины (генерируются автоматически): прозрачная изоляция, эффективное излучение, внутренняя поверхность, воздушная прослойка, наружная поверхность, эквивалентный коэффициент теплопроводности, тепловой поток, полиэтиленовая пленка, лучистый теплообмен, блочная пленочная теплица.


Похожие статьи

Определение теплопотерь через теплоизоляцию трубопроводов...

Внутренний и наружный эквивалентные диаметры канала, м

,(8). гдеН — глубина заложения оси трубопровода от поверхности земли, м; г — коэффициент теплопроводности грунта, принимаемый по [2], Вт/(мС).

Зависимость толщины теплоизоляционного слоя в многослойных...

где в — величина удельной теплоотдачи (восприятия) на внутренних поверхностях наружных стен, равная 8,7

(5). Термическое сопротивление i-го слоя ограждения зависит от коэффициента теплопроводности и толщины материала.

Расчёт температурного и влажностного режима внутри...

Где — градиент температуры по нормали к рассматриваемой поверхности; μвнут, μнар — коэффициент теплопроводности слоя сопрягающегося соответственно с внутренним и наружным воздухом; ψвнут, ψнар — то же теплообмена на поверхности...

Передача тепла через стенки бытовой печи | Статья в журнале...

Коэффициент сопротивления при переходе тепла от наружной поверхности стенки к окружающей среде

Где плотность теплового потока q — эквивалентна электрическому току, а перепад температур

Рис. 1. Многослойная стенка с воздушной прослойкой.

Методика выделения лучистой составляющей теплового потока

С погрешностью 1 %-7 % температурой стенки теплообменной поверхности первого слагаемого можно пренебречь.

Идентификация (1) экспериментальным данным представляет в распоряжение зависимости коэффициентов конвективного, лучистого теплообменов от...

Создание оптимальных тепловых условий в теплицах в зимний...

Ключевые слова: теплица, отопление, воздушное отопление, калорифер, тепловая пушка

Инфракрасное излучение совершенно безвредно для людей и растений.

Дополнительной гидроизоляцией может служить полиэтиленовая пленка, уложенная поверх теплоизоляции.

Мероприятия по снижению теплопотерь через ограждения и по...

Передача тепла через воздушную прослойку обусловлена теплопроводностью, конвекцией и излучением.

Лучистый теплообмен между двумя параллельно расположенными поверхностями определяется по формуле

Теплотехнический расчет солнечно-паровых установок

Коэффициент лучистого теплообмена в равенствах (16–19) определяется по формуле.

термическое сопротивление, ; -скорость набегаемого потока воздуха, ; -эквивалентный диаметр поверхности, м.

Исследование теплообменных процессов в системах...

По измеренным данным определим коэффициент теплоотдачи от теплового воздуха к поверхности частиц адсорбента в режиме термической

Исследование процессов лучистого теплообмена в излучающих системах различной конфигурации с поглощающей средой.

Обсуждение

Социальные комментарии Cackle

Похожие статьи

Определение теплопотерь через теплоизоляцию трубопроводов...

Внутренний и наружный эквивалентные диаметры канала, м

,(8). гдеН — глубина заложения оси трубопровода от поверхности земли, м; г — коэффициент теплопроводности грунта, принимаемый по [2], Вт/(мС).

Зависимость толщины теплоизоляционного слоя в многослойных...

где в — величина удельной теплоотдачи (восприятия) на внутренних поверхностях наружных стен, равная 8,7

(5). Термическое сопротивление i-го слоя ограждения зависит от коэффициента теплопроводности и толщины материала.

Расчёт температурного и влажностного режима внутри...

Где — градиент температуры по нормали к рассматриваемой поверхности; μвнут, μнар — коэффициент теплопроводности слоя сопрягающегося соответственно с внутренним и наружным воздухом; ψвнут, ψнар — то же теплообмена на поверхности...

Передача тепла через стенки бытовой печи | Статья в журнале...

Коэффициент сопротивления при переходе тепла от наружной поверхности стенки к окружающей среде

Где плотность теплового потока q — эквивалентна электрическому току, а перепад температур

Рис. 1. Многослойная стенка с воздушной прослойкой.

Методика выделения лучистой составляющей теплового потока

С погрешностью 1 %-7 % температурой стенки теплообменной поверхности первого слагаемого можно пренебречь.

Идентификация (1) экспериментальным данным представляет в распоряжение зависимости коэффициентов конвективного, лучистого теплообменов от...

Создание оптимальных тепловых условий в теплицах в зимний...

Ключевые слова: теплица, отопление, воздушное отопление, калорифер, тепловая пушка

Инфракрасное излучение совершенно безвредно для людей и растений.

Дополнительной гидроизоляцией может служить полиэтиленовая пленка, уложенная поверх теплоизоляции.

Мероприятия по снижению теплопотерь через ограждения и по...

Передача тепла через воздушную прослойку обусловлена теплопроводностью, конвекцией и излучением.

Лучистый теплообмен между двумя параллельно расположенными поверхностями определяется по формуле

Теплотехнический расчет солнечно-паровых установок

Коэффициент лучистого теплообмена в равенствах (16–19) определяется по формуле.

термическое сопротивление, ; -скорость набегаемого потока воздуха, ; -эквивалентный диаметр поверхности, м.

Исследование теплообменных процессов в системах...

По измеренным данным определим коэффициент теплоотдачи от теплового воздуха к поверхности частиц адсорбента в режиме термической

Исследование процессов лучистого теплообмена в излучающих системах различной конфигурации с поглощающей средой.

Задать вопрос