A study of heat transfer in a flat-panel solar air heater with laminar convection

Abstract

Актуальность: для Республики Узбекистан весьма актуальной проблемой можно считать снижение расхода традиционных видов топлива и улучшение экологического состояния регионов путем использования солнечной энергии в системах потребителей низкотемпературной тепловой энергии. К таким пользователям тепловой энергии относятся многочисленные сушильные установки сельхозпродукции и системы воздушного отопления, в которых часто применяются различного рода электрические калориферы и нагреватели. В этой связи наиболее простым и доступным способом получения теплоты для такого типа установок можно считать применение плоского солнечного воздухонагревателя, который без дополнительных расходов может не только отапливать помещения, но и сушить различного рода продукцию непосредственно в фермерских хозяйствах. Поэтому актуальной задачей является определение экспериментальным путем возможного теплового температурного потенциала такого коллектора в условиях республики и определения его тепловых параметров.

Цель: определить степень подогрева воздуха в плоском солнечном воздухонагревателе, в летний период Республики Узбекистан; возможный температурный напор, возникающий в воздушном коллекторе и рассчитать такую важную теплотехническую характеристику как коэффициент конвективной теплоотдачи в канале коллектора.  

Методы: натурные исследования на экспериментальном образце воздушного плоского коллектора. В экспериментах по измерению температуры стенок абсорбера и воздушного потока на входе и выходе  солнечного воздухонагревателя, использовались современные датчики температуры и тепловизор.

Результаты: экспериментальным путем в июне месяце в г. Фергане в течении дней: 3, 17, 19, 20, 21 июня 2025 года получены значения температуры стенок абсорбера и воздушного потока на входе и выходе из коллектора при его движении с малой скоростью (0,28 м/c). На основании полученных данных по известным теплотехническим формулам проведены расчеты теплового потока и коэффициента теплоотдачи.