đề thi kết thúc học phần môn năng lượng mặt trời, năng lượng tái tạo của đai học bách khoa đà nẵng, PGS, TS nguyễn bốn biên soạn, đề thi gồm 3 câu, số liệu được cho sẵn để sinh viên tự làm, mỗi sinh viên có 1 đề lấy theo dấu của tên sinh viên, đề gồm 6 đề thi với thông số khác nhau, nhưng cách tính toán không khác mấy, Bài thi được biên soạn của sinh viên được điểm 10, bằng file word, dễ hiểu, dễ chỉnh sửa
Bài thi môn học: Năng lượng mặt trời GVHD: PGS.TS Nguyễn Bốn Đề Số 8: Câu 1: Phát biểu nêu hệ định luật Hubble Tính tuổi vũ trụ theo công thức v =H-1 Với H=22 km số Hubble s.10 nas Câu 2: Lập công thức tính giá trị gia tốc trọng lực g(M.d) nhiệt độ cân T(r) lấy bề mặt thiên thể hệ mặt trời, theo bảng trị số (M,d,r)của thiên thể cho sách giáo khoa Câu 3: Cho thiết bị mặt trời gương parabol trụ có cấu tạo hình vẽ, thông số tra theo bảng Bảng thông số Hình vẽ E( τ ) = E n sin ωτ 2r , L, R ρ , Cp, t , t s Chi tiết Thông Số En Parabol r L R d1 ε Ống d1 , ε , δ = d2 , D d2 D ρ Môi chất H2O Môi trường không khí Cp t0 ts α ω tf Giá trị 940W/m2 0,5m 1m 0,95 0,025m 0,92 0,04m 0,93 103kg/m3 4180J/kgK 30oC 100oC Tự tính 3m/s 30oC Khảo sát trình làm việc thiết bị với G1,G2 tính theo G1=(1+k) Gs, G2=(1-k) Gs , với k cho theo đề thi Đề 8: k=0,8 SVTH: Trần Ngọc Tân Lớp 07N1Trang Bài thi môn học: Năng lượng mặt trời GVHD: PGS.TS Nguyễn Bốn BÀI LÀM Câu 1: • Phát biểu nêu hệ định luật Hubble: -Phát biểu: Mọi thiên thể vũ trụ chuyển động xa với vận tốc ω tỉ lệ với khoảng cách r chúng -Biểu thức: ω = -H.r +Với : H số Hubble có giá trị khoảng [ 15 ÷ 30 ] km/(s.106nas) -Hệ quả: Vũ trụ giãn nở • Tính tuổi vũ trụ Ta có ⇒ v : v =H-1; Với: H=22 km ; nas=365,24.24.60.60.300000=9,5.1012km s.10 nas 6 12 = s.10 nas = s.10 9,5.10 km = 4,32.1017s = 13,88 tỉ năm v 22 km 22 km Câu 2: Lập công thức tính giá trị gia tốc trọng lực g(M.d) nhiệt độ cân T(r) lấy bề mặt thiên thể hệ mặt trời: • Công thức tính gia tốc trọng lực bề mặt thiên thể g(M,d): M m = m.g r2 GM ⇒g= r Tổng hợp lực cân bằng: F = G Trong đó: G=6.67.10-11 số hấp dẫn M khối lượng thiên thể R khoảng cách tâm thiên thể điểm xác định gia tốc trọng lực, xét bề mặt thiên thể nên r =R bán kính thiên thể • Lập công thức tính nhiệt độ cân T(r) bề mặt thiên thể: -Theo phương trình cân nhiệt lúc ổn định (Qt=Qphản xạ) ta có: Qt = Q ⇔ A.Et(r).Ft = ε σ T F SVTH: Trần Ngọc Tân Lớp 07N1Trang Bài thi môn học: Năng lượng mặt trời A.Et ( r ).Ft ⇒ ε σ o F 1/ GVHD: PGS.TS Nguyễn Bốn 1/ 1/ A.Ft D = To 2π ε F D Với: Et(r) = σ T F 2π = T ( r , Ft ) • Đối với thiên thể hệ mặt trời có dạng vật xám hình cầu nên ta có: Ft π / 4.d A≡ε ; = = = const F π d Do ⇒ T( r ) = To r Bảng tính giá trị g(M,d) T(r) thiên thể: STT Tên thiên thể M[1024kg] r,[1011m] d,[106m] g,[m/s2] t,[oC] Mặt trời 2.106 _ 1391 274 5762 Thủy Tinh 0,33 0,58 4,9 3,78 173 Kim Tinh 5,47 1,08 12,1 8,6 54 Trái Đất 5,98 1,5 12,76 9,81 5 Hỏa Tinh 0,64 2,27 6,8 3,72 -50 Mộc Tinh 1900 7,8 143 22,6 -150 Thổ Tinh 598 14,3 121 9,05 -180 Thiên Vương 87 28,7 51 7,77 -214 Hải Vương 103 45,0 50 11 -220 10 Diêm Vương 5,5 59,1 2,3 4,4 -230 11 Mặt trăng 0,073 0,00374 3,47 1,63 [-173;130] SVTH: Trần Ngọc Tân Lớp 07N1Trang Bài thi môn học: Năng lượng mặt trời GVHD: PGS.TS Nguyễn Bốn Câu 3: Tính toán thiết bị mặt trời gương parabol trụ: Bảng tính thông số trung gian Bước Tên thông số Công thức tính Đáp số F1=d1.L 0,025m2 0,015m2 0,96m2 tính Diện tích trực xạ Diện tích xuyên kính F2=(d2-d1).L Diện tích phản xạ F3=(2π-d2).L Diện tích trao đổi xạ quy F=D(F1+F2 D2 R+F3 R) 0,902m2 đổi Công suất hấp thụ P=ε.E1.F 780,05W Thể tích môi chất V=π.d12.l/4 0,00049m3 Khối lượng môi chất Nhiệt dung riêng môi chất m=ρ.V C=m.Cp 0,49kg 2051,8J/kg Hệ số nhớt động học υ (tra bảng với t=30oC) 16.10-6m2/s 10 Hệ số dẫn nhiệt không khí λ k (tra bảng với t=30oC) 2,7.10-2W/mK 11 Hệ số Reynolds 12 Hệ số tỏa nhiệt đối lưu 14 Nhiệt độ bề mặt vách 13 Hệ số tỏa nhiệt xạ 14 Hệ số tỏa nhiệt SVTH: Trần Ngọc Tân Lớp 07N1Trang Re = vd υ λ α đl = k C Re n d2 to + t s + ts tw = ( T 4W − T f ) α bx = ε σ o (TW − T f ) α đl + α bx 7500 30,82W/m2K 47,5oC 6,33W/m2K 37,15/m2K Nhận xét Fh=1 m2 Bài thi môn học: Năng lượng mặt trời 15 Nhiệt trở 1m ống mc –kkkính 16 Tốc độ góc trái đất 17 Tốc độ gia nhiệt 18 Độ gia nhiệt sôi Rl = d 1 ln + 2πλk d1 πd 2α 2,985 K/W 7,27.10-5rad/s 0,38 K/s Ts=ts-t0 70oC Tính thông số tới hạn sôi A 19 Nhiệt dung tới hạn sôi 20 Đương lượng nước tới hạn sôi 21 Lưu lượng tới hạn sôi 153281 J/K 11,14W/K 0,00258 kg/s 24 Chọn G1 để sản xuất nước nóng G>Gs Chọn G2 để sản xuất nước sôi G2C Chọn thông số thực nghiệm B 22 GVHD: PGS.TS Nguyễn Bốn G1=(1+k)Gs 0,0046kg/s G2=(1-k)Gs 0,00052kg/s Bảng tính thông số đặc trưng thiết bị Bước Tên thông số SVTH: Trần Ngọc Tân Lớp 07N1Trang Công thức tính Kết Bài thi môn học: Năng lượng mặt trời tính GVHD: PGS.TS Nguyễn Bốn G1 40 oC G2 316,1oC 70oC 346,1oC 6,03h 6,23h 30,3oC 48,76oC Độ gia nhiệt trung bình Nhiệt độ trung bình môi chất 25,5oC 201,2oC 55,5oC 231,2oC Công suất nhiệt trung bình Lượng nước nóng sản xuất Hiệu suất nước nóng 490,3W 437,3W Nhiệt độ gia nhiệt max Nhiệt độ max thuộc môi chất Thời điểm đạt cực đại Nhiệt độ cuối ngày tm=Tm+t0 198,72kg 81,97% 1,1h 10 11 Thời điểm bắt đầu sôi Thời điểm kết thúc 12 Thời gian sôi 13 Lượng nước sôi 18,34kg 14 Hiệu suất sản xuất nước sôi 13,19% SVTH: Trần Ngọc Tân Lớp 07N1Trang 10,9h 9,8h Bài thi môn học: Năng lượng mặt trời SVTH: Trần Ngọc Tân Lớp 07N1Trang GVHD: PGS.TS Nguyễn Bốn .. .Bài thi môn học: Năng lượng mặt trời GVHD: PGS.TS Nguyễn Bốn BÀI LÀM Câu 1: • Phát biểu nêu hệ định luật Hubble: -Phát biểu: Mọi thi n thể vũ trụ chuyển động xa... bề mặt thi n thể hệ mặt trời: • Công thức tính gia tốc trọng lực bề mặt thi n thể g(M,d): M m = m.g r2 GM ⇒g= r Tổng hợp lực cân bằng: F = G Trong đó: G=6.67.10-11 số hấp dẫn M khối lượng thi n... A.Et(r).Ft = ε σ T F SVTH: Trần Ngọc Tân Lớp 07N1Trang Bài thi môn học: Năng lượng mặt trời A.Et ( r ).Ft ⇒ ε σ o F 1/ GVHD: PGS.TS Nguyễn Bốn 1/ 1/ A.Ft D = To 2π ε