CC BY
18УДК:662.997
Тухлиев М.М., Овлаев Ж. О.
ТАКОМИЛЛАШТИРИЛГАН ЦУЁШ ЦУРИТИШ ЦУРИЛМАСИНИНГ ^АРОРАТ РЕЖИМИНИ ТАДЦЩОТ ЦИЛИШ
Тухлиев М.М., Овлаев Ж.О. - ассистентлар (Карши мухандислик иктисодиёт институти)
В статье освещены результаты экспериментов, проведенных в солнечных коллектров, созданных в КарИЭИ, были проанализированы температурные режимы и случаи тепламассообмена в коллекторе. В этом усовершенствованном устройстве сушка продуктов отличалась рядом технологических преимуществ от ранее изготовленных солнечных коллектров и был достигнут высокий коэффициент полезного действия в процессе тепломассобмена.
Ключевые слова: коллекторная солнечная сушилка, температурная, конвективная, контактная, радиационная инфракрасная камера, шкаф, сушилка, черные камни, полиэтилен, ультрафиолет, аккумулятор.
The article highlights the results of experiments carried out in solar collectors created at KarIEI, the temperature regimes and cases of heat and mass transfer in the collector were analyzed. In this advanced device, the drying of products differed in a number of technological advantages from previously manufactured solar collectors and a high efficiency was achieved in the process of heat and mass transfer.
Key words: collector solar dryer, temperature, convective, contact, radiation infrared chamber, cabinet, dryer, black stones, polyethylene, ultraviolet, accumulator.
Бутун дунёда 7 миллиарддан куп ахоли яшайди, шу жумладан Узбекистонда ахоли сони 34 миллиондан утиб кетди. Шу боисдан хам Республикамизда иктисодиётнинг баркарор усишини таъминлашга ва ахолининг фаровонлик даражасини оширишга, ёкилги-энергетика ресурсларига булган талаб-эхтиёжни узлуксиз каноатлантиришга каратилган нефт-газ, электр энергетика, кумир, кимё, курилиш индустриясини ривожлантиришнинг узок муддатли стратегияси амалга оширилмокда [1].
Ер юзида энергия танкислигини олдини олиш учун кайта тикланадиган энергия манбаларини ривожлантириш хозирги куннинг долзарб муаммоларидан бири булиб колди. Х,озирги пайтда энергия ресурсларини яратиш буйича мутахасислар, олимлар Куёш энергиясидан самарали фойдаланиш, инсониятни энергия такчиллигидан бутунлай озод этиш каби глобал муаммоларни ечимини топиш устида илмий изланишлар олиб бормокдалар. Узбекистонда 2000 йилда бир оиланинг ойлик энергия истеъмоли 114 кВт/ соат ни ташкил килган булса, хозирга келиб бу курсатгич 175 кВт/соат ни ташкил этмокда [2]. Айни даврда иктисодиёт тармоклари ва ижтимоий сохаларнинг энергия самарадорлигини ошириш, энергия тежовчи технологияларни жорий этиш ва кайта тикланувчи энергия манбаларини ривожлантиришнинг илмий механизмларини яратиш масалалари устида илмий амалий изланишлар олиб борилмокда. Маълумки марказий Осиёда ер сатхининг 1м юзасига тушадиган Куёш нурининг энергияси тахминан 1 кВт/соат га тенг деб каралади [3,4]. Бирок Куёш энергиясини электр энергиясига тула айлантириш учун хозирги курилмалар ва механизмларнинг фойдали иш коэффициенти етарли эмас. Ерга етиб келаётган Куёш кувватининг микдори йил, ой ва кун давомида узгариб туради, яъни ернинг географик кенглигига, атмосферанинг холатига (очик булутли, туманли, чангли эканлигига) боглик булади. Шуни курсатиб утамизки, хозирга кадар конвектив, радиацион гелиоколлектор кун давомида Куёш радиацияси кам булганда, булутли кунларда, узига етарли иссиклик энергиясини туплай олмайди, натижада меваларни куриши давомийлиги ошади.
Юкоридагиларни назарда тутган холда кишлок хужалиги махсулотларини сифатини юкори табиий даражада саклаган холда мева куритгичларни гелиоколлекторини такомиллаштириш, самарадорлигини ва фойдали иш коэффициентини оширишни максад
килиб илмий тадкикот ишлари бажарилди. Бизнинг илмий такомиллаштирилган ^уёш коллектори ичида иссиклик энергиясини аккумуляциялаш даври асосан 4 га булинади [3];
1. Йиллик аккумулятсиялашда - иссик вактларда ^уёш энергиясини туплаб, совук вактда фойдаланилади.
2. Сезонли аккумуляциялашда - фасллар, ойлар алмашинувига мослаб х,ар хил модда ва материяллардан фойдаланилади.
3. Суткали аккумуляциялашда - кун давомида йукотилган энергия йигилади.
4. Даврий аккумуляциялашда- энергия сарф килиш натижасида камайиб борса, кун ва соат давомида тулдириб борилади.
^уёшдан келаётган нурнинг ултрабинафша тулкин узунлиги киска булиб, бундай тулкинларни шиша, шаффоф плёнкалар яхши утказади. Бах,ор ва куз ойларида ёгингарчилик ва чанг-тузон куп булганлиги сабабли ^уёш коллекторларининг сиртки шаффоф катлами (шиша, карбоксид, плёнка) чанг билан копланиб колади ёмгир ёгиши натижасида
1-расм. Коллекторни изоляциялаш 2-расм. Аккумуляциялаш тошлари
коллекторнинг сиртки катламини шаффофлиги камаяди, натижада ^уёш радиацияси кам утади ва коллектор ичидаги температура паст булади ва энергетик самарадорлик камаяди.
Тажрибалар жараёнларида ^уёш коллекторининг урнатилиш урни х,ам мух,им ахдмиятга эга булади.Бунинг учун коллекторларни соя булмайдиган, нам ва сув келмайдиган Ерни баланд жойларига урнатиш керак булади. ^уёш коллекторининг фойдали иш коэффициенти куёш нурининг коллектор кабул килувчи юзасига тушган энергиянинг фойдали иссиклик энергияга айланган кисмига тенг булади. Коллекторнинг кабул килувчи юзаси эса, ^уёш нури эффектив таьсир килган сиртга тенг булади. Коллектор юзасига тушган нурнинг бир кисми аксланиш таъсирида оркага кайтади. Бизнинг фикримизча коллекторга тушган нурланиш ва абсорберда иссиклик энергиясига айланган нурланиш куввати орасидаги муносабатдан фойдаланиб, ^уёш коллекторида йукотиладиган жами иссиклик микдорини куйидагича х,исоблаш мумкин [4]:
X Qисроф Qплёнка + Qчанг + Qтаг + Qтир (1)
Qплёнка —плёнка юзаси оркали ютиладиган иссиклик микдори: Qчанг —коллектор сирти тиник булмаган х,олатдаги ютиладиган иссиклик микдори; @таг —коллекторнинг тагига (ер кисмига) ютиладиган иссиклик микдори; фгир —коллекторнинг тиркишлар оркали йукотиладиган иссиклик микдори. Мазкур куёш коллекторида Qтаг — коллекторнинг тагига исроф буладиган иссиклик микдори нолга якин булади, деярли иссиклик коллекторнинг тагкисмига ютилмайди у х,олда (1) ифодани куйидаги куринишда ёзамиз:
^ Qисроф Qплёнк + Qчанг + Qтаг (2)
(2) ифодадан ^уёш коллекторининг самарадорлигини узгаришини билишимиз мумкин. Коллекторда имкон кадар йукотилган иссиклик микдорини камайтириш керак шунда унинг фойдали иш коэффиценти ошади (1-расм). Мазкур ^уёш коллекторида фойдали иш
коэффициенти 78% дан 85% гача ошади. Пастки кисми (ер) га иссиклик энергия ютилмаслиги учун суюк стикловата, бетум билан ишлов берилган ва куритилиб устидан нур кайтарувчи фолгали шиша гилофи билан ёпилган натижада ер билан изоляцияланган.
Аккмуляция учун атайин шарсимон тош кайроклар жойлаштирилганки, уларниннг сирт чегараларида Бернулли конунига асосланган аэродинамик кучлар юзага келиб, кизиган хдвони бушлик каналлар оркали хдракатлантиради. Тошлар пастки кисмдаги стекловаталарга тегмаслиги учун тош билан стекловата орасига 6,5 ст калинликдаги рейка тахталар параллел килиб жойлаштирилган. Хар бир кават тошлар орасига кизиган х,аво хдракатланишини таъминланади ва каватлар орасидаги температуралар фарки камаяди, коллектор ичидаги хдмма тошлар деярли бир хил зичликда танланган, аморфлик йук деб олинади ва бир хил температурада кизийди натижада коллектор ичидаги темпертатура
ошади ва бунда иссик;лик энергиясининг зичлиги орта боради. Коллектор ичидаги температурани совиши х,ам тош каватлари орасидаги хдракатланувчи хдвонинг тезлигига боглик булади. Тошлар орасидаги хдракатланувчи кизиган х,аво оркали коллектор ичидаги температурани баркарор саклаб туриш мумкин (2-расм).
Коллектор ичига аккмулияциялаш учун фойдаланиладиган кум, кайрок тошлар, сув, афтол, мазут ва бошка материаллар ва моддалардан мавсумий фойдаланиш максадга мувофик булади. 1-изоляцияланган таг цисми; 2- параллел жойлаштирилган рейка тахта; 3- аэродинамик тирцич; 4- цорага буялган тошлар; 5-коллектор сиртидаги плёнка; 6- Куёш радиацияси; 7-изоляцияланган девор. Буни корага буялган кайрок тошлар мисолида карасак бу тошлардан аккмуляция учун фойдаланилса, х,ар бир тошларни хджмига, тошларнинг куплигига, неча кават булиб жойлашишига, орасидаги х,аво айланиш аэродинамикасига боглик булади. Олинган экспериментал тажрибалар шуни курсатадики аккмулияциялашда фойдаланиладиган корага буялган тошларнинг ^ар бир каватида 24 соат давомида температуралар фарки кузатилди. Тажрибалар шуни курсатадики аккмуляция учун фойдаланиладиган тошни сирти канчалик катта ва ясси булса узига шунчалик куп иссиклик энергиясини йигади. Бу кайрок тошлардан куёш радиацияси юкори булганда фойдаланиш максадга мувофик булади.
Коллектор ичидаги ^амма тошларни массаларини, сирт юзасини, сувнинг хджмини х,исоблаб топиш керак. Тошлардан мавсумга караб максадга мувофик фойдаланиш керак булади.
Эксперимент х,исоблашлардан аникландики, хджми катта тошлар ^ажми кичик тошларга караганда секинрок кизийди Пастки катламдаги коллектор ичидаги тошларни температураси юкори катламга караганда пастрок булади. Сиртки катламдаги тошларга кун давомида ^уёш радиацияси купрок тушганлиги сабабли тошларни температураси кутарилади (1-график). Ташки температура пасайиши билан коллектор ичидагиги сиртки катламдаги тошларни температураси билан биргаликда пастки катламдаги тошларни температураси х,ам совийди. Тошлар максадга мувофик 1-4 ёки бир неча катламлардан иборат булиши мумкин.
Олинган натижалар шуни курсатадики агар коллектор ичидаги тош катламлари бешта катламдан куп булса катламдаги тошларнинг температуралари ташкаридаги температурага караганда секинрок узгаради. Тошларнинг температуралари муайян вактдан сунг ташки температурадан ошади, бунинг сабаби шундаки, юкори катламдаги тошлар узига тушган куёш радиациясини ютиб олади. ^уёш энергияси (радиацияси) тош сиртига
тушиши натижасида тошнинг маълум калинлик кисми иссиклик микдорини ютади ва иссиклик тулкинлари сифатида таркалади. ^уёш энергиясининг тошга таркалиши ва ютилишини хисоблаш учун куйидаги иссиклик баланси тенгламасидан фойдаланиш мумкин [5,8. ].
0.ютил(~) + Л. атст [^тс(т) ^тся(т) 0
(3)
Бунда Qютилrан- ^уёш энергиясининг тош катламида ютиладиган кисми; tТc- тош сиртини температураси; ¿:тст- тош сирти якинидаги температура; А- тошнинг иссиклик утказувчанлик коэффиценти; т - вак;т.
4-расм. Коллектор ичидаги тош катламлари харорати
^айрок тош катламлари орасида говак йулакчалар юзага келиб, иссиклик микдорининг аэродинамик харакати туфайли пастки каватдаги тошларни хам кизитади. Агар тошлар орасида говак йулакчалар булмаса (3-эгри чизик) температуралар фарки ошади пастки каватдаги тошларни температураси ташки температурадан фарк килмай колади. Куннинг иссик вактларида хажми катта тошлардан фойдаланиб, тош каватларини сонини ошириш йули билан коллектор ичидаги температурани ошириб, купрок вакт иссиклик энергиясини саклаб туришга эришилади. Куз ва бахор фаслларида ташки температура паст булганда коллектор ичида кичик улчамли тошлардан фойдаланиш максадга мувофик, чунки хажми кичик тошларни темпетратураси тезрок ошади ва шу билан бирга тезрок совийди. Ташки температура паст булганда коллектор ичидаги катта хажмли тошлар узига тушган хамма иссиклик энергиясини ютиб олади.
Хулоса. Олинган натижалар шуни курсатадики, аккмулияция учун ишлатиладиган материаллар ва моддалар куннинг совук вактларида музламаслиги, коррозияга учрамаслиги, чиримаслигини олдини олиш керак. Бунинг учун материалларни лаклаш, буёклаш каби воситалардан фойдаланилади. Иклимнинг совук пайтларида сувнинг урнида антифриз, техник мойлар ишлатилади.
^уёш коллекторларини самарали ишлатишда куёшли шарт-шароит мавжуд булган бутун Марказий Осиё минтакасини тажриба майдони сифатида фойдаланса булади [9].
АДАБИЁТЛАР
1. Узбекистон Республикаси Президентининг 2019-йил 22-августдаги "Иктисодиёт тармоклари ва ижтимоий соханинг энергия самарадорлигини ошириш, энергия тежовчи технологияларни жорий этиш ва кайта тикланувчи энергия манбаларини ривожлантиришнинг тезкор чора-тадбирлари тугрисида" ги, П^-4422 сонли карори.
2. Узоков Е.Н., Хужакулов С.М., Узокова Ю.Г. "Мукобил энергия манбаларидан фойдаланиш асослари". Тошкент: Фан ва технология. (2017).
3. Узоков Е.Н., Давлонов. "Гелиоиссикхоналарнинг энергия тежамкор иситиш тизимлари" . "Ворис-нашриёт". (2019).
4. Содиков С, Хайриддинов Б, "^уёш энергиясини аккумулятсиялаш" Тошкент, "Фан" (1986) . 55-58 бетлар
5. Хайриддинов Б, Нуриддинов Б, Холлиев Б. "^уёш мева куритгич иссикхоналари" .Мех,нат нашриёти. (1992). 34-37 бетлар.
6. Захидов Р.А. Возобновляемые источники энергии: состояние и перспективы. //Узбекский журнал "Проблем информатики и энергетики" №4, с. 20-30. (2002).
7. https://nuz .uz/ekonomika-i-finansy/3 5155
8. www.geo-energy.org
9. www.alternativenergy.ru.
