Удлинение периода гелиотермообработки сборного железобетона с применением отражающих систем (стр. 8 )

Подитоживая разработки всех способов гелиотермооброботки бетона /84/ рекомендует прикреплять плоских отражателей к стенке производственных  здание, т. е.  под постоянным 900 углом к гелиопокрытию.

Поскольку плоские отражатели рекомендуются для применения  на полигонах и открытых площадках заводов по выпуску сборного железобетона, важным считается установление фиксированного угла наклона отражателя к гелиопокрытию в различный период года, для эффективного использования отраженных лучей.

Для Бухарского региона специальными замерами нами определены ­углы наклона плоского отражателя к гелиопокрытию в различный период года, учитывающие соразмеримость размеров плоского отражателя и гелиопокрытия, отражение солнечной радиации от отражателя на всю ширину гелиопокрытия, возможность получения максимальной интенсивности отраженной радиации на по­верхность гелиопокрытия и др.

Для установления эффективного угла наклона отражателя к гелиопокрытию для других районов на территории, которых возможно внедрение гелиотехнологии производства сборного железобетона за основу необходимо принять данные климотологических справочников по углам наклона солнца к горизонту (бсолн) по месяцам года. Расмотрим треугольник АВС (рис. 3,1) в котором АВ - высота плоского отражателя и  ВС - ширина в плане гелиолокрытия равны между собой и обозначены L.

  Учитывая общеизвестные условия, что угол падения луча (радиации солнца)  равен углу отражения (бпад=б. отр) и два угла у основания равнобедренного треугольника равны (ботр= в,  АС - основание треугольника) и обозначененная углом отражателя к гелиопокрытию, обеспечивающему отражение падающего на его поверхность радиацонного потока на всю ширину гелиопокрытия.

 

Рис.3.1  Углы наклона отражателя к гелиопокрытию

ботр+в+бlотр=1800

ботр = в = бпод= бlотр - бсолн

2(бlотр - бсолн ) +бlотр = 1800

3 бlотр=1800+2 бсолн

  бlотр = 600 +   бсолн  (3.1)

Таким образом, имея данные по углам наклона солнца к горизонту для любой местности и используя (3.1) можно определить угол наклона отражателя, обеспечиващего отражение падающей на его поверхностъ солнечной радиации на всю ширину гелиопокрытия.

С практической точки зрения важно установить расстояние, на которое затеняется площадь полигона от отражателя, чтобы расположить следующий гелиостенд или ряд стендов, продольная ось которых параллельно первому или ряду их, чтобы исключить затенение поверхности гелиостендов. Из рис.3.12. а следует, что ВД и есть отрезок затенения в плоскости (обозначим его X) и зона в пространстве.

Используя математическую аксиому можно выразить:

 

Где,  б од  = бlотр  -  бсолн = 600  - бсолн

отсюда 

  или                 (3.2)

В случае отражения солнечной радиации от отражателя на всю ширину гелиопокрытия  лучи попадают на бетон под различными, но однозначно острыми углами в зависимости от угла солнца к горизонту. Исследования показали, что интенсивность солнечной радиации  можно увеличить еще на 10-20% при попадании отраженых от отражателя лучей на поверхность бетона под прямым углом (рис 3.1б) В данном случае не охватывается вся ширина L гелиопокрытия, но это можно обеспечить некоторым удлинением от­ражателя. При соответствующем технико-экономическом обосновании с условием возможности увеличения плотности солнечной радиации для гелиотермообработки сборных железобетонных изделий, особенно в зимний период, такой шаг может быть оправдан.

Рассматривая прямоугольный треугольник EFG,  можно определить угол отражателя  бсотр,  обеспечивающий максимальную интенсивность солнечной радиации, и отрезок  С  на который будут отражаться солнечные лучи.

Если считать, что

бlотр= бпод = ботр - бсолн

то,  бсотр = 900-( бсотр - бсолн ) = 900- бсотр+ бсолн

2 бсотр  = 900+ бсолн

  бсотр =                        

  бсотр=450  + бсолн  (3.3)

  C = Lcos бсотр         (3.4)

Формула (3.4) позволяет также определить и спроектировать соответсвующую высоту плоского отражателя, обеспечивающую охвать, отраженного от него лучами всей ширины  гелиопокрытия.

Чтобы установить достоверность проведенных расчетов и веденных формул, нами были  сопоставлены экспериментальные и расчетные данные  (Рис.3.2).

Отметим, что некоторые превышения экспериментальных данных объясняется тем, что город Бухара находится на широте 40° С. Ш а бсолн принята за основу в расчётах для 420  С. Ш.

Таким образом, выведенные формулы позволяют привязать плоские отражатели к действующим и проектируемным гелиополигонам, хотя применение плоских отражателей не может ограничиваться лишь полигонами по выпуску сборного железобетона.

Нами были поставлены эксперименты по сравнению различных материалов для их применения в плоских отражателей. Сравнивались обычное зеркало, металлизированная лавсановая пленка ПТЭФ, оцинкованный лист и лист  покрытый белой эмалью.

Рис. 3.2 Сопоставление эксперементалных и расчётных данных

1,2 – углы наклона солнца к горизонту ɑсон климатического справчника и эксперемента;

3,4 - ɑссон расчётных и эксперементальных;

5,6 - ɑlсон расчётных и эксперементальных;

В экспериментах один за другим установливались плоские оражатели из различных сравниваемых материалов (рис.3.3), таким образом, чтобы через альбедометр, уставовленный неподвижно на определенной плоскости замерять прирост интенсивности солнечной радиации в сравнении с естественной плотностью солнечного потока. Результаты замеров сведены в таблице 3.1

Рис. 3.3 Фрагмент испытаний материалов для плоских отражателей

Таблица 3.1

Повышение плотности солнечной радиации при применении различных материалов в отражателях

Наименование материала	Процент увеличение стоимость 1 м2 интенсивности солнечной радиации
Естественная плотность солнечной радиации	100
Обычное зеркало (Aq)	148
ПТЭФ материаллизированная под обычным стеклом        д=4 мм	145
Оцинкованный лист	129,6
То же покрытый белой эмалью	115

Результаты показывают, что наиболее эффективными материалами для их применения в качестве поверхности для плоского отражателя являются обычное зеркало и металлизированная пленка ПТЭФ, при­рост интенсивности солнечной радиации 145-148%. Однако стои­мость зеркала более в 25 раз превысила стоимости металлизированной пленки.

На приборе "Пульсар" устанавливался коэффициент отражения различных длин волн солнечного спектра, двух наиболее эффектив­ных материалов, как ПТЭФ металлизированное и обычное зеркало.

  Результаты, приведенные на рис.3.4 однозначно свидетель­ствуют об эффективности применения ПТЭФ металллизированной в качестве отражающего материала в области спектра 0.38 - 1.1 мкм. Поскольку, что немаловажно  в пределах л особенно от 0,4 до 0,6 коэффицент отражения ПТЭФ растёт и находится в пределах 0.82 - 0.85, у обычного зеркала, соответственно 0.76 - 0.78. С дальнейшим ростом л коэффициент отражения у ПТЭФ металллизированной растет и достигает 0.87, у зеркала коэффицент отражения наоборот понижается до величины 0.65.

  Таким образом, установлена эффективность применения ПТЭФ металлизированной пленки в качестве отражающей поверхности плоских отржателей.

Рис.3.4 Коэффициенты отражения материалов в различных интервалах длин волн

  1- ПТЭФ - металлизированная;  2- обычное зеркало.

3.2 Установление зависимости коээфицента поглощения бетона от длины волны солнечного спектра

Изменение коэффицента поглощения бетона солнечного спектра с течением времени при переменных технологи­ческих факторах

При качественно новых подходах к повышению эффективности использования энергии солнечной радиации для тепловой обработ­ки бетона важным является установление чувствительности пос­леднего к различным интервалам длин волн спектра солнечной ра­диации, т. е. поглощение солнечной радиации поскольку не весь спектр имеет одинаковый энергетический потенциал при попадании на Землю /2, 72/, а максимальная энергия приходится на длины волн от 0,4 до 0,6 мк (рис.3.5).