CC BY
8
ные измерения и камеральные исследования размеров более 70 плотин, определены параметры загруженности гидросооружений. Проверена справедливость ранее предложенного критерия длительной эксплуатации гидросооружения. Полученные данные систематизированы в таблицах, графических материалах, представлены на фотографиях.
Ключевые слова: гидросооружения, геометрические параметры плотин, критерий длительной эксплуатации.
Machuga O.S. Some Natural measurement and comparative analysis of the hydraulic structures parameters on the small rivers in Slovakia and Poland
Construction traditions of hydraulic structures in central European countries, particularly in Slovakia and Poland are estimated to be much deeper compared to Ukraine. Cascading arrangement of dams on the mountain rivers provides system flood protection and enables industrial power generation. To identify structural features of successfully operated hydraulic construction in situ measurements and desk research of sizes more than 70 dams are performed, and the hydraulic loading parameters are calculated. The fairness of the previously proposed hydraulic structures long-term operation criterion is verified. The data obtained is typed in tables, graphics and introduced on photos.
Key words: hydraulic structures, geometric parameters of dams, the criterion of long-term operation.
УДК 620.97:697.329 Асист. С.П. Шаповал, канд. техн. наук -
НУ "Львiвська nолiтехнiка "
ЕФЕКТИВШСТЬ ГЕЛЮПОКР1ВЛ1 В МЕХАН1ЧН1Й СИСТЕМ1 ТЕПЛОПОСТАЧАННЯ ЗА ВПЛИВУ НА НЕ1 ПОВ1ТРЯНОГО ПОТОКУ
Описано результати дослщження впливу повгтряного потоку на роботу гелюпок-
без прозорого покриття у мехашчнш системi сонячного теплопостачання та наведено результати. Проаналiзовано ефектившсть використання гелюпо^вл^ Гелюпокрь ля забезпечуе шдвищення ефективност гелюсистеми завдяки збшьшенню площi погли-нання сонячно! енергй. Встановлено залежност мiж рiзними швидкостями, напрямка-ми повiтряного потоку та ефектившстю гелiопокрiвлi. Показало на скшьки змен-шуеться ефективнiсть гелiопокрiвлi внаслiдок ди на не! вiтру за змiни його напрямку та швидкостi.
Ключовi слова: гелюпо^вля, повiтряний потж, гелюсистема.
Вступ. Сьогоднi людство активно впроваджуе новi екологiчно чистi джерела енергй. 1нтенсивне використання традицiйних джерел енергй призвело до появи екологiчних проблем, найбшьш актуальними з яких е: збшьшення ви-кидiв в атмосферу вуглекислого газу i зменшення товщини озонового шару. За останнi 100 ротв концентрация вуглекислого газу в атмосферi Землi збшьши-лась на 13 %. Потенцiал альтернативних джерел енергй е високим: використання 1/100 % енергп Сонця дае змогу припинити використання нафти, газу та ш-ших традицiйних джерел.
Виртення цiеí проблеми потребуе ктотних змiн у свiтовому енергетич-ному балансi. Альтернативою у цiй сферi е використання нетрадицiйних понов-люваних джерел енергií: енерпя сонця, в^у, надр землi, тепла промислових та каналiзацiйних вiдходiв, води та ш. Вони е повнiстю безкоштовними для люд-ства i даються нам практично в необмеженш кiлькостi.
Постановка проблеми. Серед нетрадищйних джерел енергй провiдне мiсце посщае сонячна енергетика. Юльккть сонячно! енергií, яка надходить на
Нащональний лкотехшчний унiверситет Украши
Землю, становить у середньому 1020 кВт/год, що приблизно в 10 раз бшьше енер-гií всiх викопних палив. !снуе багато рiзноманiтних конструкцiй сонячних колек-тор1в для забезпечення побутових i технолопчних потреб [5]. На íх ефективнiсть впливае багато фактор1в: хмарнiсть, швидкiсть i напрямок виру, reографiчна широта тощо [1, 4]. Тому сьогодш важливим е вивчення всiх фактор1в, яш вплива-ють на роботу сонячних колектор1в, та пошук оптимальних режимв 1х роботи.
Метою роботи е вивчення впливу напрямку та швидкостi повггряного потоку на роботу сонячного колектора.
Виклад основного матерiалу. Експериментальна установка складалася iз гелiопокрiвлi, емностей з водою, джерела випромiнювання та вимiрювальних прилад1в. Схему експериментально! установки зображено на рис. 1.
Рис. 1. Принципова схема експериментальноI установки: 1) гелюпо^вля;
2) емтсть з холодною водою; 3) емтсть з гарячою водою; 4) термометри опору;
5) патрубок подачi холодноЧ води; 6) патрубок вiдбору теплоноая; 7) запрний вентиль; 8) джерело випромтювання; 9) дисплей; 10) вентилятор
Експериментальна установка працюе так: холодна вода через патрубок подачi холодно1 води 5 поступае у емшсть з холодною водою 2. Шсля вдариття зашрного вентиля 7 з певною витратою вода проходить через гелюпо^влю 1, в якш на^ваеться, та поступае у емшсть з гарячою водою 3. Вiдбiр нагрггого теплонот здшснюеться через патрубок 6. Зашри температури води в нижньо-
му та верхньому баках-акумуляторах здшснювались ртутними термометрами 4. Швидккть та напрямок пов^яного потоку змiнювались вентилятором 10.
Здайснювався контроль за тим, щоб на проведення експерименту не впливали iншi фактори (сонячна енергiя через вшно, гладкi поверхнi, затiнення сонячного колектора тощо). Iнтенсивнiсть потоку енергл, що випромiнювало джерело, вимiрювалась актинометром. Температура теплонос1я вимiрювалась у трьох точках системи (на вихода з гелюпокр1вл^ на входi в гелiопокрiвлю) термометрами опору. Температура зовшшнього пов^я та його швидкiсть вимрю-валась термоелектроанемометром TESTO 405 - V1.
Витрата води становила 12 л/год, що ввдповщае значенню 1 л/(хв-м2). Пiсля завершения дослвд1в виключались тепловi випромiнювачi, зупинялась циркуляция теплонос1я, зливався теплоносiй i система заповнювалась новою порцieю охолодженого теплонот. Рiвнi факторiв та iнтервали вардавання подано у таблицi.
Табл. Píbhí факторiв та ттервали вартвання
Назва фактора
Кодоване позначення
-1
Р1вш фактор1в
0
+1
1нтервал вар1ювання
Швидк1сть пов1тряного потоку V, м/с
Х1
2
Напрямок пов1тряного потоку а, "
Х2
45
90
45
[нтенсивтсть теплового потоку 1в, Вт/м2_
Хз
300
900
600
300
2
4
6
0
Параметром оптишзацл вибрано коефщент ефективностi гелiопокрiвлi без прозорого покриття Кеф. Його визначають за формулою
Кеф = , (1)
Уст
де: уст - теплова енерпя, отримана гелiосистемою за купв падiння променiв - а = 90 0 i в = 90 о; у, - отримана теплова енерпя гелiосистемою за шших кутiв па-дiння променiв. Теплова енерпя, що акумулювалась в баку-акумулятор^ визна-чалась за формулою:
ббак = т • с • (гк - 4), (2)
де: т - маса теплонот в баку-акумуляторi, кг; с - питома теплоемнкть тепло-нот, Дж/(кг- К); /к, /п - ввдповвдно кiнцева та початкова температури води в ба-цi-акумуляторi, К. Результати експериментальних дослiджень подано у графiч-нiй формi (рис. 2, 3).
За результатами було отримано емшричну залежнiсть: Кеф = (0,7915 + 0,0003х3) + (-0,1214 + 0,0001х3) • х1 +
+(0,0004 -1,333 • 10-6х3) • х2 + (0,0128 -1,7333 • 10-5х3) • х2 + +(-0,0005 + 6,6667• 10-7х3)• х • х2 + (-1,0972 •Ю-6-1,3718• 10-8х3)• х| З графiкiв (рис. 2, 3) спостертаеться рiзке збшьшення температури води шсля 15 хв. Пкля цього за iнтенсивностi теплового потоку 300 Вт/м2 названия теплоносiя зупиняеться. За iнтенсивностi теплового потоку 900 Вт/м2 теплоно-сiй нагрiваеться до вищо1 температури.
Нащональний лкотехшчний унiверситет УкраХни
Рис. 2. Результати експериментальних до^джень гелiопокрiвлi без прозорого покриття для 1в = 300 Вт: tю - температура води на Bxodi в гелюпо^влю, °С; teux - температура води на Buxodi з гелюпо^вл^ °С
Рис. 3. Результати експериментальних до^джень гелiопокрiвлi без прозорого покриття для 1в = 900 Вт: - температура води на входi в гелюпо^влю, °С;
1вих - температура води на виходi з гелюпо^вл^ °С
Висновки. ПроаналДзувавши експериментальт дослДдження, можна зро-бити висновок, що ефективнкть гелiопокрiвлi без прозорого покриття у меха-шчнш системi теплопостачання не е високою. Так, пiсля 2 год. нагрДву теплоно-сiй у гелiопокрiвлi нагрдвся до 17 °С за штенсивностД теплового потоку 300 Вт/м2 та до 18 °С - за штенсивностД теплового потоку 900 Вт/м2. Цд данi свiдчать про те, що важливим фактором для тдвищення ефективностД гелДопок-рДвлД в мехатчних системах теплопостачання е застосування прозорого покрит-тя для зменшення тепловтрат.
Лггература
1. Возняк О.Т. Основи наукових дослiджень у бущвнищш : навч. посiбн. / О.Т. Возняк, В.М. Желих. - Львгв : Вид-во НУ "Львiвська полiтехнiка", 2003. - 176 с.
2. Андерсон Б. Солнечная энергия (Основы строительного проектирования) : пер. с англ. А.Р. Анисимова / Б. Андерсон. - М. : Изд-во "Стройиздат", 1982. - 375 с.
3. Использование низко потенциальных солнечных установок / Г.Я. Умаров, Р.Т. Рабби-мов, Р.Р. Авезов, М.У. Установ. - Ташкент : Вид-во "Фан", 1976. - 97 с.
4. Шаповал С.П. Ефектившсть системи теплопостачання на 0CH0Bi сонячного колектора при змш кута надходження теплового потоку / С.П. Шаповал, О.Т. Возняк, О.С. Дацько // Вю-ник Национального ун1верситету "Лъв1всъка полiтехнiка" : зб. наук. праць. - Сер.: Теорш i практика бущвництва. - Львш : Вид-во НУ "Львшська полiтехнiка". - 2009. - № 655. - С. 299-302.
Шаповал С.П. Эффективность гелиокровли в механической системе теплоснабжения при воздействии на нее воздушного потока
Описаны результаты исследования влияния воздушного потока на работу гелиокровли без прозрачного покрытия в механической системе теплоснабжения и приведены результаты. Проанализирована эффективность использования гелиокровли. Гелиокров-ля обеспечивает повышение эффективности гелиосистемы за счет увеличения площади поглощения солнечной энергии. Установлены зависимости между различными скоростями, направлениями воздушного потока и эффективностью гелиокровли. Показано на сколько уменьшается эффективность гелиокровли при воздействии на нее ветра за изменения его направления и скорости.
Ключевые слова: гелиокровля, воздушный поток, гелиосистема.
Shapoval S.P. The Efficiency of the Helioroof in Mechanical Heating System under the Influence of Air Flow
The results of investigations of air flow to work of helioroof without a transparent cover in the mechanical heating supply are described. The efficiency of the helioroof is analysed. Helioroof is proved to enhance the efficiency of solar system by increasing the area of the absorption of solar energy. The dependences between different speeds, directions of air flow and efficiency of the helioroof are identified. It is shown by reduced efficiency of the helioroof exposed to wind direction and speed.
Key words: helioroof, air flow, solar heating supply, cover, solar system.
