Issiqlik – massa almah

11.2. gelioissiqxona ichidagi tuproq ostiga joylashtirilgan

qo’shimcha qisqa muddatli isitish jamlagichida harakatlanuvchi konvektsiyani hisoblash
Hisoblash ishida sinov o’tkazish uchun quyosh issiqxonasining uzunligi -10 m, kengligi -4 m, silindr yoyining markazdagi balandligi-2,5 m, ekin ekiladigan maydon yuzasi-40 m². Issiqxonaning ichki hajmi 86 m³. Yarim silindr karkas yoyi to’g’ri to’rtburchak metall mm³ o’lchamida tayyorlangan. Yorug’likni yaxshi o’tkazuvchi shaffof polietilen plyonka sifatida S-2 turidan foydalanilgan va uning qalinligi 0,12 mm ga teng. Shaffof yorug’lik nurini yaxshi o’tkazuvchi polietilen plyonka to’siqning tashqi issiqlik almashinuvchi yuzasi sirti 54,33 m², shu jumladan: yon sirti 37,124 m² va yarim silindr asosining sirti 17,21 m². Gelioissiqxona tashqi sirtining ichki ekin maydoni yuzasiga nisbati 1,36 m² , gelioissiqxona ichidagi havoli muhit hajmi 86 .

Qisqa muddatli issiqlik jamlovchi konteyner gelioissiqxona tuproq sirtidan 45 sm chuqurlikda joylashtirilgan. Bu konteyner to’g’ri to’rt burchak shaklida bo’lib, temir betondan tayyorlangan, devorining qalinligi 0,1 m va hajmi 4,74 . Qisqa muddatli issiqlik jamlovchi konteyner hajmining gelioissiqxona hajmiga nisbati 0,055. Konteynerning ichki qismiga 4-6 sm kattalikdagi daryo toshlari joylashtirilgan. Bu konteyner ichiga joylashtirilgan toshlarning hajmi , jamlovchi muhit massasi -3,36 tonna, toshlar orasidagi o’rtacha g’ovaklik - 0,37, solishtirma og’irligi -1,5 tonna/m². Quyosh nurlanishi hisobiga issiqxona ichkarisidagi qizigan havoli muhitning me’yordan ortiqcha qismini qisqa muddatli issiqxona jamlagichga haydash uchun yoki 1940 kg/soat (0,54 m/s) tezlik bilan harakatlantirish kerak bo’ladi. Havoning o’rtacha temperaturasi va atmosfera bosimi 715 mm simob ustuniga teng bo’lganda, issiqlik tashuvchi havo muhitining erkin chiziqli tezligi - 0,47m/s va zichligi 1,13 teng bo’ladi.

Quyosh energiyasining tuproqda jamlash masalasi bilan bir qator olimlar shug’ullanganlar. Ularning ishlarida tuproq ostiga joylashtirilgan qisqa muddatli jamlagichga, gelioissiqxona ichiga o’rnatilgan quvurlar orqali erkin harakatlanuvchi isigan havo oqimi kiradi va jamlovchi moddalarga o’zining issiqligini berib yana issiqxona ichiga qaytib chiqadi.

Issiqxona tuprog’i ostiga joylashtirilgan jamlagich qurilmasining karkasi temir betondan qilingan bo’lib to’g’ri to’rt burchak shaklidagi konteynerdan iborat. Konteyner ichiga bir xil kattalikdagi daryo toshlari joylashtirilgan. Bu issiqxona ichidagi issiqlik jamlanish jarayoni quyidagicha yuz beradi. Issiqxona quyosh nurlarining ta’sirida qiziydi va qizigan havo yuqoriga ko’tariladi. Issiqxona ichidagi havo temperaturasi me’yordan ortganda elektr ventilyator ishga tushadi ventilyatorni elektr energiya bilan quyosh paneli ta’minlaydi va isigan havoni quvur orqali so’rib olinib tuproq ostiga joylashtirilgan qisqa muddatli jamlagichga beriladi. Bu issiqlik eltuvchi havo jamlovchi elementlar, toshlar va uning atrofiga joylashgan tuproq qatlamlarida yutiladi. Bu jarayonda issiqlik eltuvchining harakati ko’p jixatdan jamlagichdagi toshlar qatlamining gidrodinamik qarshiligiga bog’liq bo’ladi. Issiqlik uzatuvchini harakatga keltiruvchi ventilyator quvvatini hisoblashda oqim tushishini bug’doysimon qatlamlar uchun qo’llaymiz

, (11.11)

bu erda havoning harakatlanish tezligi, m/s² ; havoning zichligi, kg/m jamlovchi konteyner uzunligi; toshli hajmning o’rtacha diametri; birlik hajmga to’g’ri keluvchi nasadka sirti; qatlamning gidrodinamik qarshilik koeffitsienti; g’ovaklik koeffitsienti. Qarshilikning gidrodinamik koeffitsienti o’z navbatida quyidagi qonuniyat bo’yicha aniqlanadi

, (11.12)

Bu erda A va V-emperik son bo’lib, ularning qiymati qatlamning joylashish tartibiga va jamlovchi toshning diametriga bog’liq bo’lgan kattalikdir. Reynolds soni umumiy shaklda quyidagi formula asosida aniqlanadi

, (11.13)

(11.11) ifodaning tarkibiga kiruvchi kattaliklarni tajriba yordamida o’lchash orqali yoki hisoblash yo’li bilan aniqlashi mumkin. Agar issiqxona ichidagi qo’shimcha issiqlik jamlagich ichiga joylangan toshlarning g’ovakligi ma’lum bo’lsa (birlik hajmga mos keluvchi bo’sh joyning qismi), unda tuproq ostida joylashtirilgan jamlagichda harakatlanayotgan havo chiziqli tezlik orqali quyidagicha ifoda qilinadi

, (11.14)

Gidravlik radiusni hisoblashda kanalning ko’ndalang kesimi yuzini perimetrga nisbati orqali ifoda qilaylik

, (11.15)

(11.13) va (11.14) formuladagi qiymatlarni (11.11) ga qo’yib shakl o’zgartirib quyidagini olamiz

, (11.16)

, (11.17)

ifodalarni hosil qilamiz. Nasadkaning sirtidan o’tuvchi havo uchun

, (11.18)

yozish mumkin bo’ladi. Nasadkaning gidrodinamik qarshilik koeffitsienti bo’lganda

. (11.19)

Havo tezligi 0,47 m/s bo’lganda bo’ladi. Havoning harakat tezliklarni qiymatlarini o’zgartirib toshdan o’tuvchi havoning gidravlik qarshiligini aniqlash mumkin bo’ladi. Reynolds soni qiymatini taqribiy hisoblashda quyidagi emperik formuladan foydalaniladi

, (11.20)

, (11.21)

. (11.22)

Qatlamlarning gidravlik qarshiligi bilan Reynolds soni orasidagi bog’lanish , bog’lanish orqali aniqlanadi. Taklif etilayotgan usul yordamida toshli jamlagichning gidravlik qarshiligi aniqlanib, shundan so’ng ventilyatorning quvvati tanlanadi. Qisqa muddatli jamlagichga kiruvchi havo quvurining ko’ndalang kesim yuzi (nasadka) sirtidan o’tuvchi havo uchun

, (11.23)

yozish mumkin bo’ladi. Uning gidrodinamik qarshilik koeffitsienti bo’lganda

, (11.24)

teng bo’ladi. Havo tezligi 0,47 m/s bo’lganda teng deb hisoblash mumkin. Havoning harakat tezliklarni qiymatlarini o’zgartirib, toshdan o’tuvchi havoning gidravlik qarshiligini aniqlash mumkin bo’ladi. Reynolds soni qiymatini taqribiy hisoblashda quyidagi empirik formuladan ham foydalanish mumkin bo’ladi

, (11.25)

, (11.26)

. (11.27)

Qatlamlarning gidravlik qarshiligi bilan Reynolds soni orasidagi bog’lanishni , ifoda orqali aniqlanadi. Taklif etilayotgan usul yordamida toshli jamlagichning gidravlik qarshiligi aniqlanadi, shundan so’ng ventilyatorning quvvati tanlanadi.

, (11.28)

Issiqxonaning qo’shimcha havo o’tkazgichining aerodinamik qarshiligini hisobga olgan holda va qisqa mudatli qo’shimcha jamlagich konteynerini kirish va chiqish mahalliy qarshiligini, issiqxona hajmiga kiruvchi issiq havoni hisobga olib elektrodvigatel ventilyatorini quvvati har bir issiqxona uchun 200 W qilib tanlandi. Issiqxonaning hisoblash issiqlik isrofi, issiqxona ichidagi havoli muhitdagi birlik temperatura farqi va tashqi havo o’rtacha ob-havo sharoitida uchun 209,3 W/grad bir qavatli issiqxona uchun va ikki qavatli uchun 111,8 W/grad qilib tanlandi.