tmo_dz_3_zadanie_3_radiatsionny_teploobm en_solnechnoy_batarei (ТМО ДЗ 3.1 лучистый теплообмен Методичка/ задание)

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждениевысшего образования «Московский государственный технический университетимени Н.Э. Баумана (национальный исследовательский университет)»Факультет «Энергомашиностроение»Кафедра «Теплофизика»Основы теории тепломассообменаДомашнее задание № 3Задание по выбору № 3«Радиационный теплообмен солнечной батареи»Электронное учебное изданиеМетодические указания к выполнению Домашнего задания №3по курсу «Основы теории тепломассообмена»Москва, 2018Общие методические указания1.

Задание выдается в срок, установленный учебным планом.2. Студенту сообщается номер варианта задания.3. Задание выполняется на одной стороне листа формата А4.4. На титульном листе задания указываются: номер группы, фамилия, имя, отчествостудента, фамилия и инициалы преподавателя, название задания и номер варианта.5. Перед выполнением задания следует внимательно прочитать условие и уяснитьвесь объём работы.6. В соответствии с номером варианта необходимо выписать все данные из таблиц,прилагаемых к заданию и соответствующих справочников.7. Аналитические расчеты выполняются следующимобразом:пишетсяматематическая зависимость в общем виде, затем подставляются цифры без всякихсокращений и лишь после этого указывается результат вычисления. В окончательномответе должна быть указана размерность полученной величины.8.

Выполненное задание сдается лично своему преподавателю.9. Требования по выполнению задания:а) выполнить все пункты задания;б) сделать задание аккуратно, цифры и слова писать разборчиво; рекомендуетсявыполнять задание машинописным текстом в соответствии с требованиями ГОСТ 7.322001.в) не допускать сокращений слов, кроме принятых в литературе;г) представить задание в виде тетради, плотно сшитой в корешке или в файле;д) задание должно быть выполнено так, как показано в методических указаниях.10. Информация о выполнении задания сообщается преподавателем на ближайшемсеминаре.11.

При наличии ошибок в задании преподаватель возвращает его студенту дляисправления.2Расчетное заданиеКосмический аппарат с солнечной батареей (СБ) находится на круговой орбитевысотой над поверхностью Земли (см. рис.). При заданной мощности солнечнойбатареи СБ определить её площадь, рассчитать время пребывания аппарата наосвещённом и затенённом участке орбиты и изменение во времени средней по объёмутемпературы СБ на освещённом и затенённом участках траектории.Результаты свести в таблицу , К , Ктен , ссв , с, м2Построить график изменения температуры СБ во времени на теневом и световомучастках орбиты.Допущения и исходные данные1.

Считать СБ плоской пластиной с однородно распределённой по объёмутемпературой. Во всех точках траектории движения она ориентированаперпендикулярно падающему потоку излучению Солнца с плотностью мощности Λ =1400 Вт/м2 (солнечная постоянная на орбите Земли).2. Пренебречь площадью нерабочих поверхностей СБ (участки лопасти, свободные отфотопреобразователей и электрические контакты, торцевые поверхности).3. ВырабатываемаяСБэлектрическаямощность:сб = сб Λ, Вт,гдесб–эффективность преобразования потока солнечного излучения в электричество, принятьсб = 0,15; – площадь СБ.4. Коэффициент отражения солнечного излучения от лицевой поверхности СБ принять = 0,1. Сброс тепла с поверхности СБ осуществляется излучением. Степень чернотылицевой (с фотопреобразователями) и тыльной стороны принять равной = 0,9.3Таблица исходных данных для расчёта№ заданияPсб, ВтH, км№ заданияPсб, ВтH, км1100100025250025000220020002626002600033003000272700270004400400028280028000550050002929002900066006000303000300007700700031310031000880080003232003200099009000333300330001010001000034340034000111100110003535003500012120012000363600360001313001300037370037000141400140003838003800015150015000393900390001616001600040400040000171700170004141004100018180018000424200420001919001900043430043000202000200004444004400021210021000454500450002222002200046460046000232300230004747004700024240024000484800480004Методические указанияОпределить вспомогательные геометрические и механические характеристики:I.1.

площадь СБ =сбсб Λ2. период обращения аппарата вокруг Земли = 2√(З +)3где З = 6,38 ∙ 106 м – радиус Земли; – высота орбиты над поверхностью Земли; =6,67 ∙ 10−11м3кг∙с– гравитационная постоянная; = 5,98 ∙ 1024 кг – масса Земли.3. угловая полуширина теневого участка орбитыЗ = arcsinЗ + 4. время пребывания аппарата на освещённом участке орбитысв = (1 − )5. время пребывания аппарата на теневом участке орбитытен = II. Исследовать динамику изменения во времени средней температуры СБ сиспользованием нестационарной интегральной модели: ∑ =+ где – средняя по объему теплоемкость тела; – плотность потока излученияпадающего или испускаемого с поверхности -того участка тела площадью ; –интенсивность объёмных источников и стоков теплоты. (Так как часть падающегопотока излучения Солнца преобразуется в электричество, тогда = −Джм2 ∙КПринять СБ = = 104сб.)– эффективная удельная (на ед.

площади СБ)теплоёмкость СБ.Получить ОДУ для освещенного и теневого участка орбиты.Принять следующие начальные условия: на световом участке: = 0 с (момент выхода из тени) = ( –температура СБ в конце теневого участка). на теневом участке: = св (момент входа из освещённой области в тень) = . Максимальную температуру определить из условия стационарноститемпературы в конце светового участка.III.Решить ОДУ, построить график () и внести результаты в таблицу.5.