CC BY
26
7. Тадмор, З. Теоретические основы переработки полимеров [Текст] / З. Тадмор, К. Гогос. - М.: Химия, 1984. - 632 с.
8. Радченко, Л. Б. Переробка термопластш методом екструзи [Текст] / Л. Б. Радченко. - К. : 1ЗМН, 1999. - 220 с.
9. Кузьмша, В. О. Дослщження продуктивност шестеренного насоса в лшп для виробництва рукавно! птвки [Текст] / В. О. Кузьмша, Я. М. Коршенко, М. П. Швед, Д. М. Швед // Х1м1чна шженерш, еколопя та ресурсозбере-ження. - 2012. - № 1.
10. Степанюк, Д. А. Черв'ячно-шестеренний екстру-дер при переробщ пол1мерних матер1ал1в [Текст] / Д. А. Степанюк, М. П. Швед, Д. М. Швед // Одеська нацю-нальна академш харчових технологш. - 2014. - Т. 3, № 45. - С. 173-175.
References
1. Rauvendaal, K. (2006). Extrusion of polymers. St. Petersburg, Profession, 768.
2. McKelvie, D. M. (1965). Plastics Processing. Moscow, Chimie, 442.
3. Tadmor, Z., Klein, T. (1970). Engineering Principles of Plasticating Extrusion. Modern Plastics., 6, 46-54
4. Tag name : High-speed extrusion State All about processing of plastics. Available at: http://plastweb.ru/ tag/vyisokoskorostnaya-ekstruziya/
5. Collings, S. (1982). Plastics Machinery and Equipment. Nature, 2, 26-29.
6. Rauwendaal, C., M. (2008). Troubleshooting the Extrusion Process. St. Petersburg, Profession, 328.
7. Tadmor, Z., Gogos, K. (1984). Theoretical foundations of extrusion polymers. Moscow, Chimie, 632.
8. Radchenko, L. B. (1999). Processing of Thermoplastics by Extrusion. Kiev, IZMN, 220.
9. V. Kuzmin, Y., Kornienko, M., Swede, D. (2012). Swede of Research of the productivity of cog-wheel pump is in a line for the production of sleeve tape. Chemical engineering, ecology and pecypco36epexeHHa producing, 1.
10. Swede, M., Swede, D., Stepaniuc, D. Worm-cogwheel extruder at processing of polymeric materials. Odesa national academy of food technologies, producing, 3 (45), 173-175.
Рекомендовано до публгкацИ д-р техн. наук, професор Петухов А. Д.
Дата надходження рукопису 19.02.2015
Степанюк Дарина Андрпвна, кафедра машин та апарапв хГмГчних i нафтопереробних виробництв, На-цюнальний техшчний ушверситет Украши «Кшвський полггехшчний шститут», пр. Перемоги, 37, м. Ки1в, Украша, 03056 E-mail: [email protected]
Швед Микола Петрович, кандидат техшчних наук, доцент, кафедра машин та апарапв хiмiчних i нафтопереробних виробництв, Нацюнальний техшчний ушверситет Укра1ни «Кшвський полггехшчний ш-ститут», пр. Перемоги, 37, м. Ки1'в, Украша, 03056 E-mail: [email protected]
Швед Дмитро Миколайович, провгдний Гнженер, кафедра машин та апаратГв хГмГчних i нафтопереробних виробництв, Нацiональний техшчний ушверситет Укра1ни «Кшвський полiтехнiчний шститут», пр. Перемоги, 37, м. Ки1в, Украша, 03056
УДК 66.083
DOI: 10.15587/2313-8416.2015.38851
МАТЕМАТИЧНЕ МОДЕЛЮВАННЯ ПРОЦЕС1В В БЛОЧНОМУ ТЕПЛООБМ1ННИКУ © Я. Г. Двойное, М. I. Хотинецький
Метою досл1дження е створення науково обтрунтованог методики тженерного розрахунку тепловог потужностi блочного теплообмтника в залежност1 вгд енерговитрат на перекачування теплоносИв, що дозволить виконати економiчно обтрунтований проектний розрахунок. Коректнiсть методики пере-вiрено на експериментальнш до^днш установцi
Ключовi слова: гiдродинамiка, теплопередача, блочний теплообмтник, гiдравлiчний опiр,теплова потужность, мiсцевi опори
The purpose of the research is to create a science-based method of engineering calculation of thermal power block heat exchanger according to the energy consumption for pumping fluids, which will perform economically feasible design calculation. The correctness of method tested in an experimental pilot plant Keywords: hydrodynamics, heat transfer, heat exchanger block, hydraulic resistance, thermal power, local resistance
1. Вступ
Типи, розм1ри та поверхня теплообм1ну блочных теплообмшнишв обирають з нормал виробника (наприклад ф1рми GBH Enterprises [1]), таким чином геометричш розм1ри та ф1зичш властивосл матер1алу блоку стандартизован! виробником i 1нженерна зада-
ча полягае у визначенш типу та илькосп таких блоков, схеми шдключення, типу та потужносп насосного обладнання. Iнтенсифiкацiя процесу теплообмiну у блочному теплообмiннику лТмиуеться термiчним опором матерiалу блоку(G. Schou and other [2]), тому досягнення турбулентного режиму у каналах блочно-
го теплообмшника не завжди доцшьно, через знач-ний терм1чний onip матер1алу блоку (стандартно графгг G. H. Ayers and other [3]), KpiM того, швидкoстi теплoнoсiя у каналах блока значно вiдpiзняються в залежносп вiд вiдстанi входу в канал до виходу з каналу патрубка, що зумовлено мiсцевим гiдpавлiч-ним опором на вхoдi/вихoдi з блока (G. Schou and other [4]). Розрахунку iнтегpальнoгo значення коефь цieнта теплoпеpедачi присвячено роботу (V. S. No-vopavlovskii and other [5]). Експериментальному ви-значенню гiдpавлiчнoгo опору блочного теплообмш-ника та його коефщента теплoпеpедачi при змшних витратах теплoнoсiя присвячено (G. Schou and other [4]).
2. Постановка проблеми
Вщмшшсть дано! роботи полягае у приклащ моделювання пpoцесiв пдродинамжи та теплове-pедачi у блочному теплообмшнику на piвнi окремих каналiв, що дозволило отримати нoвi залежносп, пов'язаш з кoнстpукцiею теплooбмiнника та прив'я-зати гiдpавлiчний oпip до коефщента теплопереда-чi, а також шдтвердити теopетичнi дoслiдження ек-спериментами на спещальному лабораторному устаткуваннi.
Наведена методика дослщження побудована на широкому використанш комп'ютерно! технiки та спецiалiзoванoгo програмного забезпечення, що до-зволяе проводити вipтуальнi дослвдження з будь-якими матеpiалами, родинами та геометричними параметрами блочного теплooбмiнника, таким чином перетворюючись у метод проектного розрахунку оптимально! конструкцп блочного теплообмшника.
3. Лггературний огляд
Виршенню задач визначення гiдpавлiчнoгo опору та пoлiв швидкостей теплоносив, штенсив-носл теплового потоку при piзних режимах руху теплоносив присвячено велику шлькють poбiт, що пов'язано з конструктивними особливостями сучас-но! теплообмшно! апаратури. У poбoтi [6] теоретично дослщжено та експериментально пеpевipенo результата моделювання течи у каналi з сшвввдношенням ширини до висоти 6:1, за умови турбулентного пд-родинашчного режиму.
У poбoтi [7] дослвджено гiдpoдинамiчний рух теплоносив у каналах теплообмшника "труба у трубГ сшрально! конструкцп, також за допомогою чисель-них метoдiв визначалась штенсивнють теплooбмiну, метою роботи стало визначення оптимальних витрат теплоносив, кpитеpiями оптишзацп були гвдроди-намiчний oпip та теплова потужнють тепло об-мiнника.
Наукова стаття [8] присвячена моделюванню гiдpoдинамiчнoгo руху теплoнoсiя у pадiатopi, eri-нки якого вкpитi спiненoю мщдю. Метою досль дження було виршення гiдpoдинамiчнo! задачi, i
на основi результатiв визначення теплово! потуж-носп радiатора.
Традицiйно постановка задачi моделювання теплообмшнишв полягае у вирiшеннi пдродина-мiчно! задачi загального опору та полiв швидкостей теплоносiя, пiсля чого на основi полiв швидкостей вирiшуеться друга задача - визначення штенсивносп теплового потоку вiд рвдини до стшки каналу або шшо! рщини через стiнку.
У спецiалiзованих наукових виданнях не дос-татньо придшено увагу моделюванню процесiв у блочному теплообмшнику, що пов'язано iз вузьким !х застосуванням, переважно для агресивних середо-вищ з метою економп дефiцитних корозiйностiйких сплавiв. Виготовлення блочних теплообмш-нишв також зосереджено на невеликш кiлькостi виробни-к1в, яш надають достатню технiчну пiдтримку у про-ектних розрахунках. Основою таких розрахуншв експериментально отриманi даннi.
Новим у данш роботi е врахування конструкт-тивних особливостей блочного теплообмшника, що дозволяе визначити розподш швидкостей теплоноая у каналах та штенсившсть теплового потоку. Теоре-тичнi дослвдження доповнено експериментами на дослiднiй установщ.
Результатом ново! методики його розрахунку е залежнють теплово! потужностi та пдравл1чного опору ввд витрат теплоно^, що дозволяе оптимь зувати процес теплообмiну у проектному розрахунку. Критерiем оптимiзацi! е загальнi витрати на забезпечення процесу теплопередачi, яю складаються з поточних витрат на рух теплоносив (електрична ене-рпя для двигунiв насосiв) та каштальних витрат на обладнання. Наведений приклад розрахунку розкри-вае характер залежностей та ввдкривае шляхи для конструктивно! модершзаци блочних тепло об-мшнишв.
4. Моделювання мроцесчв у блочному теплообмшнику
Моделювання процеав у блочному тепло об-мiннику передбачае виршення гiдродина-мiчно! задачi, i на основi отриманих результатiв вирiшення задачi переносу тепла. Рiшенням гiдродинамiчно! задачi е поля швидкостей теплоносi!в та гiдравлiч-ний опiр блока. Конструкщю блочного теплообмш-ника наведено на (рис. 1). Основними елементами е однаковi блоки (позищя 1) з незалежними отворами, мiж якими встановлено прокладки, по торцях блока встановлено кришки (позицiя 2) з впускними/ випу-скними патрубками (позицiя 3). Шпильки стягують кришки, прижимаючи !х торцi до поверхнi блокiв через прокладки, що забезпечуе герметичнiсть конструкцп та неконтактний теплообмш мiж тепло-носiями. На (рис. 2) зображено креслення блоку, матерiал - графгг (Х=92,5 Вт/(м^К); р=2,2 гр/см3; Ср=720 Дж/(кгК).
Рис. 1. Конструкция блочного теплообмшника: 1 - блок з отворами; 2 - кришки; 3 - патрубки для вводу/виводу теплоносив
Мета визначення коефщенту теплопередач1 у блочному теплообмшнику вир1шуеться шляхом ви-ршення трьох задач:
1. Передача тепла ввд рвдини до стшки каналу блока, - визначення локальних коефщенпв тепло-вщдачц
2. Передача тепла за рахунок теплопроввдносп матер1алу блока м1ж поверхнями з р1зним темпера-турним потенщалом;
3. Перев1рка адекватносп ршення перших двох задач шляхом експерименту.
Теплоносп у блочному теплообмшнику руха-ються у незалежних каналах та не перем1шуються, схему руху теплоносив у теплообмшнику що досль
джуеться наведено на (рис. 3), ф1зичну модель пдро-динам1чних процеав - на (рис. 4).
Виршення першо! задач1 теоретичним шляхом ускладнено через складш геометричш умови, тому моделювання пдродинам1чного процесу руху теплонос1я у каналах блока проведено у програм-ному середовищ1 SolidWorks, результатом якого стало визначення локальних перепад1в тиску на вход1/виход1 з блока, та в каналах блока, що дозволило визначити локальш коефщенти теплов1ддач1 як залежшсть в1д загального перепаду тиску на блощ та вщсташ ос канал1в в1д ос1 штуцер1в. За-лежшсть сформульовано у вигляд1 характеристичного р1вняння.
Рис. 2. Основш розмiри блока теплообмiнника, що дослiджуeться
Рис. 3. Постановка геометричних та граничних умов г1дродинам1чного руху теплоноая
Загальна витрата тиску на подолання пдрав-л1чного опору у блочному теплообмшнику (рис. 4):
лР=РГР2.
(1)
Витрати тиску у кожному ввдокремленому ка-нал1 будуть дор1внювати загальному г1дравл1чному опору блочного теплообмшника, осшльки канали шдключеш паралельно, вщмшшсть буде у об'емнш витра! теплоноая у р1зних каналах:
дР=
W =
к -1
+4Г +С
р • W2
2-дР
Р •
к • 1
(2)
где Wi - середня швидшсть потоку у i-ому канал1, м/с; X - шляховi витрати тиску у i-ому каналц l -довжина каналiв, м; р - густина рвдини, кг/м3.
Коефiцieнти мюцевих опорiв залежать вiд ввд-сташ осi каналу до осi патрубков, тому:
Г =fi (Xi), Г" =f (Xi) ^ С +С =3 (x), (3)
Загальна масова витрата теплоноая через бло-чний теплообмiнник:
п '="
С=РТЙ°тв2 Z Wcrü , 4 i=1
fwü^i=f4 (wOIB_i, d^, р, м, Xi ,1, AP), o=f5(wü^i, d^, р).
(4)
Рис. 4. Фiзичнa модель гiдродинамiчного процесу руху теплоносив у блочному теплообмiннику
Проводячи серш в1ртуальних експерименпв у програмному середовищ1 FlowSimulation програ
ми SolidWorks отримано характеристичну залеж-шсть Wi=f(x, AP, G) - (рис. 5, рис. 6).
Рис. 5. Залежносп мюцевих пдравл1чних опор1в на вход1 та виход1 отвор1в у блощ в1д ввдсгаш м1ж вюсю патрубков та отвору, та швидшсть у отворах
Рис. 6. Залежносп швидк1сть у отворах у блощ ввд ввд-сташ м1ж вюсю патрубшв та отвору, та швидшсть у отворах
Коефщент теплов1ддач1 ввд гарячого тепло-ноая до стшки каналу блока визначаеться за допо-могою критер1альних р1внянь:
а =-
Nu • I
W=
V
d
m c
Wt m2K
Re=
W • d
^=1,13(L/d=175/9»20), (5)
Re<2300, Nu=0,74 • (RePr)0,2 • (GrPr)0
/ \0,25
' Prf ^ ' v Pr ,
V w У
2300<Re<10000
Nu=0,008 • Re0,8 • Pr043
/ \ 0,2 ' Pr л'
Pr
V w У
Re>10000 Nu=0,021 Re0,8 • Pr
0,8 п.. 0,43
/ \ 0,25
' Pr A, v Pr ,
V w у
г,.
Базуючись на принцип суперпозицп теплового потоку та закону теплопровщносл Фур'е, (рис. 7).
Рис. 7. Передача тепла у матер1ал1 блока за рахунок теплопроввдносл
V
Q=I
At • F
I
X a
= |a2i=const
=At • F •!-L_
U 1 1 1
1 ^
—+—
X a0:
V X «2! J
(6)
за умови штенсивного пдродинаминого руху — » — , та — <к
X a2i au n2
теплопроввдшстю матер1алу блоку (рис. 8):
процес теплообм1ну визначаеться
Q=A• t• F 'I — =At• 96-(3,14• 0,009• 0,175)1 Ъ- I =At• 0,474•[ 925 I =8056• At
v 5i j
a2l »19843
5=0,00545 [m], Fu =3,14 • 0,009 • 0,175=0,0049455 [ m2 ]
Рис. 8. Температурш поля у блощ теплообмшника з розвинутим пдродинам1чним рухом теплоноспв
За умови нештенсивного пдродинашчного
5 1
руху — « — X а,
1
»
X C2i J
n,
процес теплообмшу
2i "-Ii "1
визначаеться процесом передач1 тепла в1д рвдини до поверхш стшки каналу блока Q=At; • n • F •I^ .
St 5
3 припущенням — »— =const.
X X
терм1чнии
оп1р передач1 тепла за рахунок теплопров1дност1 ма-тер1алу блока не залежить в1д розташування отвор1в у простор^ та (6):
Q=At • Fl •!
1
5 1
-+—
1 V X a,
+-
n
1 0,00545/92.
5 1
a1i
96
96 • a„
a1
= a.
» au I =At- 0,0049455- £
96 • a,
97+ (5,89E-5) с
5. Амробащя результа^в дослiдження
Наведено результати (рис. 9, 10):
- теоретичного виршення задач1 визначення кшькосп тепла, що передаеться м1ж теплоноаями у наведеному блочному теплообмшнику, а саме - в одному Иого блощ, з урахуванням особливостеИ пдродинашчного руху теплоноспв, без врахування теп-лопередач1 через торщ блока;
- експериментальних дослвджень процеав теплообмшу;
- теоретичного визначення пдравл1чного опору блока теплообмшника у гарячих каналах;
- експериментальних дослвджень гтдравтчного опору блока теплообмшника по гарячому теплоносш.
n
2
1
i
AP. Па
4096 2048 1024 512 256 128 64 32 16 8 4 2 1
У = 85 7.2< 5x1.3095
1
у
/ / у = 720,14x1,9627 — — — —
г
— — —
г 1
1 !
•/
0
0.5
1
1.5
С, кг/с
ф - результата в1ртуатьних дослщжень гираашчного опору блоку теплообмшника
■ - результата експерементальннх дослижень гиравл1чного опору блоку теплообмшника
--апрокснмуюча крива даних в1ртуальних дослижень
----апрокснмуюча крива даних експерементальннх дослижень
Рис. 9. Експериментально та теоретично отримаш залежносп пдравл1чного опору блоку теплообмшника з урахуванням його конструктивних особливостей
Рис. 10. Експериментально та теоретично отримаш залежносп теплово! потужностi блоку теплообмшника з урахуванням його конструктивних особливостей
Лабораторна установка (рис. 11) мктить за-соби автоматизаци та комп'ютерш штерфейси, що
дозволяють в реальному режим часу вимiрювати основш параметри процесу (температуру).
Рис. 11. Експериментальна установка для дослщження теплових та пдродинашчних процеав у блочному теплообмшнику
6. Висновки
1. Модель не враховуе тепловi витрати ввд га-рячого теплоноая у навколишне середовище.
2. Характер теоретично та експериментально отриманих кривих тдтверджуе адекватнiсть методики розрахунку та достатню для iнженерних розраху-нк1в точнiсть.
3. Користуючись запропонованою методикою розрахунку можливо теоретично визначити теплову потужнють теплообмiнника та пдрамчний опiр, що визначае поточнi витрати (потужшсть насосiв для перекачування теплоносив) на процес теплообмiну, i таким чином ошгашзувати к1льк1сть блоков та ходiв для забезпечення оптимальних режимiв роботи теп-лообмiнника, критерiем ошгашзаци пропонуеться обрати загальнi витрати, яш складаються з вартостi основного обладнання та поточнi витрати на елект-роенергш, тобто виконати уточнений проектний ро-зрахунок.
4. Теоретичне визначення швидкостей тепло-носiя у каналах блочного теплообмшника за рiзних значень його витрат дозволяе запропонувати та об-грунтувати додатковi елементи, що можуть бути встановлеш перед блоком для вирiвнювання швидкостей потоков у каналах блока.
Л^ратура
1. 1нтернет ресурс ф1рми GBH Enterprises, Ltd.WebSite [Електроний ресурс] / Режим досу-тпу: http://www.academia.edu/3641981/ Graphite_ Heat_Exchangers
2. Schou G. Wall Resistance in Graphite-Block Heat Exchangers [Text] / G. Schou, X. D. Chen, J. Deans, J. Kunzel, H. Muller-Steinhagen // Heat Transfer Engineering. - 1997 - Vol. 18, Issue 3. - P. 39-50. doi: 10.1080/01457639708939900
3. Ayers, G. H. Review of the Thermal Conductivity of Graphite-Reinforced Metal Matrix Composites [Text] / G. H. Ayers, L. S. Fletcher // Journal of Thermo-physics and Heat Transfer. - 1998 - Vol. 12, Issue 1. -P. 10-16. doi: 10.2514/2.6317
4. Schou, G. Thermal and hydraulic performance of a graphite block heat exchanger [Text] / G. Schou, J. Deans, J. Kunzel, H. Müller-Steinhagen // Process Intensification. Chemical Engineering and Processing. - 1997. - Vol. 36, Issue 5. - P. 371-384. doi: 10.1016/s0255-2701(97)00012-3
5. Новопавловский, В. С. Расчет коэффициента теплопередачи в блоч-ному графитовому теплообменнику [Текст] / В. С. Новопавловский // Химическое и Нефтяное Машино-строение. - 1979. -Вип. 3. - С. 17-19.
6. Mhetras, S. Heat Transfer and Pressure Loss Measurements in a Turbulated High Aspect Ratio Channel With Large Reynolds Number Flows [Text] / S. Mhetras, J.-C. Han, M. Huth // Journal of Thermal Science and Engineering Applications. - 2014. - Vol. 6, Issue 4. - P. 041001. doi: 10.1115/1.4027299
7. Aly, W. I. A. Computational Fluid Dynamics and Optimization of Flow and Heat Transfer in Coiled Tube-in-Tube Heat Exchangers Under Turbulent Flow Conditions [Text] / W. I. A. Aly // Journal of Thermal Science and Engineering Applications. - 2014. - Vol. 6, Issue 3. - P. 031001. doi: 10.1115/1.4026120
8. Farsad, E. Fluid Flow and Heat Transfer in a Novel Microchannel Heat Sink Partially Filled. With Metal Foam Medium [Text] / E. Farsad, S. P. Abbasi, M. S. Zabi-hi // Journal of Thermal Science and Engineering Applications. - 2014 - Vol. 6, Issue 2. - P. 021011. doi: 10.1115/ 1.4025823
References
1. Internet resource company GBH Enterprises, Ltd.WebSite. Available at: http://www.academia.edu/3641981/ Graphite_Heat_Exchangers
2. Schou, G., Chen, X. D., Deans, J., Künzel, J., Muller-Steinhagen, H. (1997). Wall Resistance in Graphite-Block Heat Exchangers. Heat Transfer Engineering, 18 (3), 39-50.
doi: 10.1080/01457639708939900
3. Ayers, G. H., Fletcher, L. S. (1998). Review of the Thermal Conductivity of Graphite-Reinforced Metal Matrix Composites. Journal of Thermophysics and Heat Transfer, 12 (1), 10-16. doi: 10.2514/2.6317
4. Schou, G., Deans, J., Kuunzel, J., Müller-Steinhagen, H. (1997). Thermal and hydraulic performance of a graphite block heat exchanger. Process Intensification. Chemical Engineering and Processing, 36, (5), 371-384. doi: 10.1016/s0255-2701(97)00012-3
5. Novopavlovskii, V. S. (1979). Raschet koeffitsienta teploperedachi v blochnykh grafitovykh teploobmennikah. Khimicheskoe I Neftyanoe Mashinostroenie, 3, 17-19.
6. Mhetras, S., Han, J.-C., Huth, M. (2014). Heat Transfer and Pressure Loss Measurements in a Turbulated High Aspect Ratio Channel With Large Reynolds Number Flows. Journal of Thermal Science and Engineering Applications, 6 (4), 041001. doi: 10.1115/1.4027299
7. Aly, W. I. A. (2014). Computational Fluid Dynamics and Optimization of Flow and Heat Transfer in Coiled Tube-in-Tube Heat Exchangers Under Turbulent
УДК DOI:
1. Вступ
В результат! штенсивного розвитку ФЕП со-нячно1 енерги за три останш десятилитя стало ши-роке впровадження сонячних елеменпв для живлен-ня р1зномаштних малопотужних електронних при-стро1в, систем наземного електроживлення, а також потужних фотоволишчних станцш. Прагнення до зниження вартосп i тдвищення техшчних i фотое-лектричних параметрiв веде до розробки нових систем. Внаслщок ввдносно великого показника залом-лення кремнш фронтальна поверхня кремш-евих ФЕП вiдбивае значну частину випромiнювання з до-вжиною хвиль 0,4.. .1,1 мкм.
Ефективним способом зменшення втрат, обу-мовлених вiдбиванням випромiнювання можуть слу-
Flow Conditions. Journal of Thermal Science and Engineering Applications, 6 (3), 031001. doi: 10.1115/1.4026120
8. Farsad, E., Abbasi, S. P., Zabi-hi, M. S. (2014). Fluid Flow and Heat Transfer in a Novel MicroChannel Heat Sink Partially Filled With Metal Foam Medium. Journal of Thermal Science and Engineering Applications, 6 (2), 021011. doi: 10.1115/1.4025823
гувати антивщбивш покриття (АВП) i текстури нанесет на фронтальну поверхню ФЕП. Вибiр оптимально! поверхш кремшевих фотоелеменпв обумов-лено наступними факторами [1]:
- нествпаданням положення максимуму спектрального розподшу енергй' випромiнювання дже-рела свiтла i максимуму спектрально1 чутливостi фотоелемента;
- дисперсiею показника заломлення кремшю; невеликими розмiрами i нерiвностями робочо1 пове-рхнi, що не дозволяе використати деяк1 з методiв нанесення АВП;
- залежшстю форми криво1 спектрально1 чут-ливосп ФЕП вiд глибини залягання р-n- переходу та параметрiв нанесено! плiвки.
Рекомендовано до публкаци д-р техн. наук Карвацький А. Я.
Дата надходження рукопису 17.02.2015
Двойное Ярослав Григорович, кандидат техшчних наук, старший викладач, кафедра машин та апарапв xiMi4Hm i нафтопереробних виробництв, Нацюнальний технiчний унiверситет Украши «Кшвський поль теxнiчний шститут», пр. Перемоги, 37, м. Ки1в, Укра1на, 03056 E-mail:xasma@ukr. net
Хотинецький Максим 1ванович, кафедра машин та апарапв xiмiчниx i нафтопереробних виробництв, Нацiональний теxнiчний ушверситет Украши «Кшвський полiтеxнiчний шститут», пр. Перемоги, 37, м. Ки1в, Укра1на, 03056 Е-mail: [email protected]
621.315.592
10.15587/2313-8416.2015.39154
МОДЕЛЬНЕ В1ДОБРАЖЕННЯ СТВОРЕННЯ ФРОНТАЛЬНИХ ШАР1В ПОРИСТОГО КРЕМН1Ю ДЛЯ СОНЯЧНИХ ЕЛЕМЕНТ1В
© В. Ю. ерохов
Для отримання фронтальних функцюнальних шаргв сонячних елементгв (СЕ) був зроблен глибокий анализ iснуючих моделей пористого кремтю. В1д1бран1 модел1, максимально дгев! для створення ефективного та рентабельного покриття на основi пористого кремню (ПК) i максимально адаптоваш до процеав створення кремшевих сонячних елементiв. Використання шарiв ПК, отриманих на основi модельного представлення, спростить технологiчний цикл, зменшить вартiсть виробу та пiдвищить експлуата-цшш характеристики, тобто дозволить пiдвищити ефективнкть технологи виготовлення сонячних елементiв
Ключовi слова: антивiдбивне покриття, пористий кремнш модельне представлення, електро-хiмiчне травлення, фотоелектричний перетворювач
For obtaining the frontal functional layers of solar cells (SC) was made deep analysis of existing models ofpo-rous silicon. The selected models are most effective to create an efficient and cost-effective coating on porous silicon and best adapted to the processes of creating silicon solar cells. Using layers ofporous silicon obtained from the model representation simplify the work cycle, reduce product cost and improve performance that will increase the efficiency of manufacturing technology of solar cells
Keywords: antireflective coating, porous silicon, model representation, electrochemical etching, solar cell
