CC BY
5TEXNOLOGIYA
УДК 620.92
KONSENTRLANGAN QUYOSH ENERGIYASINI ELEKTR ENERGIYAGA
AYLANTIRISH
O'rinov Qosimjon Isoqboevich Andijon davlat universiteti, tayanch doktorant, [email protected]
Nosirov Murodjon Zokirovich Andijon davlat universiteti, fizika kafedrasi professori, nmz1964@yandex. ru
Isoqboyev Odiljon Qosimjon o'g'li
Toshkent INHA universiteti talabasi
Annotatsiya. Ushbu ishda suyuqlik ichida joylashtirilgan yorug'likni yutuvchi qora jismga kontsentrlangan quyosh energiyasini yo'naltirilganda suyuqlik ichida yorug'likdan yuqori quvvatli issiqlik beruvchi energiya manbai hosil bo'ladigan yangi qurilma taklif qilingan. Qurilmaning tuzilishi, ishlash prinsipi va dastlabki tajriba natijalari keltirilgan. Natijalar kontsentrlangan quyosh energiyasini suyuqlikning nishonlangan nuqtasiga yo'naltirish orqali bug'ning bosim kuchidan foydalanib, quyosh energiyasini mexanik energiyaga yoki elektr energiyaga aylantiruvchi ixcham va sodda energetik qurilmar yaratish mumkinligi ko'rsatilgan.
Аннотация. В данной работе предлагается новое устройство, которое при направлении концентрированной солнечной энергии на светопоглощающее черное тело, помещенное в жидкость, генерирует источник тепловой энергии большей мощности, чем свет в жидкости. Представлены конструкция устройства, принцип работы и результаты предварительных экспериментов. Результаты показывают, что можно создавать компактные и простые энергетические устройства, которые преобразуют солнечную энергию в механическую энергию или электричество, используя давление пара для направления концентрированной солнечной энергии в заданную точку в жидкости.
Abstract. This paper proposes a new device that, when concentrated solar energy is directed at a light-absorbing black body placed in a liquid, generates a source of thermal energy greater in power than the light in the liquid. The design of the device, the operating principle, and the results of preliminary experiments are presented. The results show that it is possible to create compact and simple energy devices that convert solar energy into mechanical energy or electricity by using steam pressure to direct concentrated solar energy to a given point in the liquid.
Kalit so'zlar: energiya, issiqlik o'tkazuvchanlik, yorug'lik intensivligi, temperatura, bug'lanish, bosim.
Ключевые слова: энергия, теплопроводност, солнечний интенсивность света, температура, пар, давления пара.
Keywords: energy, thermal conductivity, light intensity, temperature, evaporation, pressure.
Kirish
Hozirgi kunda dunyo bo'yicha energiyaga bo'lgan talab ortib borgan sari bu extiyojni qayta tiklanuvchi energiyalar hisobiga to'ldirishga katta etibor qaratilmoqda. Kundan kunga yangi energetik qurilmalar va ilmiy loyihalar ishlab chiqilmoqda. Hozirgi kunda mavjud bo'lgan ko'plab quyosh issiqlik qurilmalarining ishlash mexanizmi moddalarda yorug'lik yutilishiga va ularda issiqlik uzatilishiga asoslanadi. Ularda issiqlik o'tkazuvchanligi yuqori bo'lgan qimmat materiallar mis va alyuminiydan tayyorlangan detallar keng ishlatiladi, ammo bu maqolada bayon qilinadigan xodisada issiqlik o'tkazuvchanligi juda kichik bo'lgan arzon materiallardan
Mexanika va Texnologiya ilmiy jurnali 5-jild, 3-son, 2024 Maxsus son
TEXNOLOGIYA foydalanib samarali natijaga erishish usuli keltirilgan.
Usui va nazariya
Suyuqlik ichida joylashtirilgan yorug'likni yutuvchi qora jismga kontsentrlangan quyosh energiyasini yo'naltirsak (1-rasm) jismda, yani suyuqlik ichida yorug'likdan yuqori quvvatli issiqlik beruvchi energiya manbai hosil bo'ladi. Bu quvvat bilan suyuqlikni nishonlangan qismini bug'ga aylantirish mumkun. Bu jarayon suyuqlik turiga, nishonlangan qora jism materialiga va tashqi bosimga qanday bog'liq ekanligini ko'rib chiqamiz.
suyuqlik
Qora jism
1-rasm. Suyuqlik ichida joylashtirilgan yorug'likni yutuvchi qora jismga kontsentrlangan
quyosh energiyasini yo'naltirilishi
Konsentrlangan quyosh energiyasi qora jism sirtida yutilishi natijasida Q=aW issiqlikka aylanib, jismni o'zida Qi va suyuqlikda Q2 qismi tarqalib uzatiladi, natijada xajmiy temperaturalar gradienti xosil bo'ladi. Qi va Q2 larning nisbati Xiva X2 lar nisbati kvadratiga va qora jismni geometrik o'lchamiga bog'liq bo'ladi. Agar Xi> X2 bo'lsa, issiqlik qora jism sirti bo'ylab yoyilib, issiqlik berish quvvati pastlab ketadi va maqsadga erishib bo'lmay qoladi. Shuning uchun suyuqlikka uzatilayotgan issiqlik ulushi ifoda bilan hisoblandi
Q2=(l-A21/CA? + li))aW (1)
bu yerda
X-modda issiqlik o'tkazuvchanligi, c-modda issiqlik sig'imi, p-modda zichligi, T-temperatura, t-vaqt, W-kontsentrlangan quyosh energiyasi, S-kontsentrlangan quyosh energiyasini qora jismga tushayotgan nur yuzasi, a-qora jismni nur yutish koeffitsienti, P- bosim, I-yorug'lik intensivligi.
Agar qora jism sifatida issiqlik o'tkazuvchanligi suyuqliknikidan ancha kichik va qalinligi 3-4 mm bo'lgan material olinsa, issiqlikning asosiy qismi suyuqlikka uzatilishi mumkun. Yani qora jism sirti qattiq qizib, o'z issiqligini suyuqlikka uzatadi. Issiqlik jismning bir qatlamidan boshqa qatlamiga konvektsiya va issiqlik o'tkazuvchanlik orqali uzatiladi. Biz uchun suyuqlikni qora jism sirtiga tegib turgan yupqa qatlamidagi issiqlik uzatilishini o'rganish muximdir. Agar jarayonni vaqtning kichik intervallarida kuzatsak, suyuqlikdagi konvektsiyani va issiqlik tarqaladigan yuza ortishini hisobga olmaslik mumkun.
U xolda moddalarda issiqlik o'tkazuvchanlik hisobiga uzatiladigan issiqlik miqdorini xisoblash formulasi
yoki Q2=(l-^\/{l\ + A22))oW=:
dan suyuqlikning d qatlamidagi AT temperaturalar farqini
AT=^ yoki AT=(l-4/aI + ^j)«Wd//,st
ÄSt
(2)
(3)
Mexanika va Texnologiya ilmiy jurnali
5-jild, 3-son, 2024 Maxsus son
TEXNOLOGIYA
ifoda orqali aniqlash mumkin.
Agar qora jismga kontsentrlangan quyosh energiyasi berilsa, suyuqlik qatlamining bu qismida temperatura (T=T0+AT) suyuqlikning berilgan bosimdagi T0- qaynash temperaturasidan keskin ortib ketadi, suyuqlikning shu qatlami "portlash" singari bug'lanadi. Yani hosil bo'lgan bug'ning bosim kuchi tashqi kuchlar ustida foydali ish bajarish imkoniyatiga ega bo'ladi yoki suyuqlik xajmidan bug'langanda suyuqlik massasini tezlanish bilan harakatga keltirishi mumkun.
Tashqi bosimni kamaytirib borsak suyuqlikning qaynash harorati ham kamayadi, qora jism sirtidan portlashsimon bug'lanayotgan pufakchalarning ishchi bosim kuchi va hajmi ortadi. Demak suyuqlikni havosi so'rib olingan shaffof germetik berk idishga joylashtirish yanada samaraliroq bo'ladi.
Qora jism sirtidagi suyuqlik qatlami bug'langach, o'rniga yan gi sovuq qatlam kelishi natijasida qora jism sirti soviydi, yani uni sirt temperaturasi davriy o'zgarib turadi. Agar biror t vaqtda N ta bug' pufakchasi hosil bo'lsa, u xolda bitta bug' pufakchasi oigan energiyasini
(4)
Qe=<?2 -
ifoda bilan aniqlash mumkun.
n Q^
Uf- =-=mr
N
bo'lganligi uchun bitta bug' pufakchasining massasi
m = Q /r = 9*l
Nr
(5)
(6)
ga teng bo'ladi. m =psd bo'lganligi uchun bug'ga aylangan suv qatlamini
d=m/ps (7)
ifoda orqali aniqlash mumkun.
Qora jism uchun yorug'lik nurini yutuvchi absorber qatlam qoplangan alyumin bo'lagi, grafit, ko'mir bo'lagi va qora rezina, suyuqlik sifatida suv va etil spirti olib, 5 sm diametrli yig'uvchi linza yordamida (800 Vt/m2 quyosh nuri intensivligida) 1.6 Vt li quyosh yorug'lik energiyasini fokuslab t=1 s vaqtda N ta bug' pufakchasi hosil qilinib, eksperiment o'tkazildi. Tajribani bevosita ko'z bilan vizual kuzatib qiyoslash yordamida qora jism sifatida olingan ko'mir bo'lagi va rezina sirtida hosil bo'lgan bug' pufakchasining xajmi, massasi, temperaturasi va bosimini yuqori bo'lishini farqlash mumkun edi.
Yuqorida olib borilgan dastlabki nazariya yordamida tajriba natijalarini ham sifat jixatidan ham miqdoriy jixatdan tushuntirish mumkun bo'ldi. Ya'ni nazariya bo'yicha qora rezinani issiqlik o'tkazuvchanligi suvnikidan ancha kichik bo'lgani uchun isiqlikning asosiy qismi suyuqlikka uzatilgan hamda rezina sirtini temperaturasi suyuqlik temperaturasidan ancha yuqori bo'lgan. Natijada shu sirtdagi yupqa suyuqlik qatlami "portlash" bilan bug'langan.
Natijalar va muxokama Tajriba natijalariga va moddalarning fizik parametrlariga asoslanib jarayondagi "portlash" bilan xosil bo'lgan bitta suv bug' pufakchasini massasi, bosimi, hajmi, temperaturasi va olgan issiqlik energiyasi nazariy hisoblab ko'rildi. Hisoblash natijalari 1-jadvalda keltirilgan.
1-jadval
Ishchi jism a vt/(M°C) Q2 J N m 10-- g V SM3 d SM AT °C P (Pa)
alyuminiy 0.8 200 0.0032 - - - - - -
grafit 0.76 100 0.011 1 5.3 0.01 0.003 1.2 105
ko'mir 0.95 0.16 0.1536 10 66.8 0.134 0.02 18 1.5 -105
Mexanika va Texnologiya ilmiy jurnali
5-jild, 3-son, 2024 Maxsus son
TEXNOLOGIYA
rezina
G.95
G.17
G.1536
1G
бб.В
G.134
G.G2
1B
1.5-105
Rezina uchun hisoblash natijalarini keltiramiz
awt 0.96*0.03*20*1
Q
N
0.1536
10
=G.1536 J
m=-
=0.0668* 10"6 kg=66.8-10-6 g
2,3 *10ö
-6
м3=133.б*10"9 0.1336 sm3
pS 1*3*10-3
2 LO"' sм=0.02mm
Qd ДТ=—=
0.153 6*2*10
-5
= 18 K=18 °S
ÄSt 0.57*3*10_ü*0.1
Bu G.1 sekundda suvning G.G2 mm qatlamidagi temperaturalar farqi 18 °S ga yetishini, 1 s vaqt o'tmasdan suvning nishonlangan nuqtasi "portlash" bilan qaynay boshlashini ko'rsatadi. Yani bug'bosimi 1.5-10° Pa dan yuqori bo'ladi.
Xuiosa
Shunday qilib, ishbu ishda suyuqlik ichida joylashtirilgan yorug'likni yutuvchi qora jismga kontsentrlangan quyosh energiyasini yo'naltirilganda suyuqlik ichida yorug'likdan yuqori quvvatli issiqlik beruvchi energiya manbai hosil bo'ladigan yangi qurilma taklif qilindi. Qurilmaning tuzilishi, ishlash prinsipi va dastlabki tajriba natijalari keltirildi. Natijalar kontsentrlangan quyosh energiyasini suyuqlikning nishonlangan nuqtasiga yo'naltirish orqali bug'ning bosim kuchidan foydalanib, quyosh energiyasini mexanik energiyaga yoki elektr energiyaga aylantiruvchi ixcham va sodda energetik qurilmalar yaratish mumkin ekanligini ko'rsatmoqda.
ADABIYOTLAR
1. Твайделл Дж., Уэйр A. Возобновляемые источники энергии: Пер. с англ. - М.: Энергоатомиздат. 1990. с.134-13б.
2. Кондратьев A.E., , Хафизов Р.Г., Загретдинов A.P., Гапоненко С.О., Шарифуллина A.P. Двигатель Стирлинга. Патент РФ №168511, опубл. 07.02.2017.
3. Жаров A.B., Павлов A.A. Когенерационная установка с двигателем внутреннего сгорания и двигателем Стирлинга. Патент РФ №2440504, опубл. 20.01.2012.
4. Цгоев Р.С., Шлыков E.H., Козлов И.С., Погосян A.B. Генерирующая установка с двигателем Стирлинга. Патент РФ №2527773, опубл. 10.09.2014.
Mexanika va Texnologiya ilmiy jurnali
5-jild, S-son, 2024 Maxsus son
