为了分析集热器的性能,必须首先求得总热损失系数,但是总热损失系数又与集热板的温度有关,集热板的温度计算也需要知道集热器的热损系数.两者互相影响,不能直接求解。
在热平衡条件下,集热器的有效能量输出应等于吸收的辐射能和热损失之差,用集热板平均温度T计算有效能的表达式为
(3-77)
由用流体进口温度计算有效能的表达式:
Qu=AcFR[qa-U1(Tf,i-Ta)] (3-72)
可得 (3-78)
由式(3-72)和式(3-77)可得
将式(3-78)代入上式得
流体平均温度的定义式为
(3-80)
将式(3-78)代入上式并整理得
(3-81)
(3-82)
由式(3-79)和式(3-82)可以看出,由于F//的数值大于FR,Tpm,必然大于Tf,m,这个温差是集热板向集热介质传递热量过程中的热阻所造成的。作为一种近似,两者之间可以用式(3-83)进行估算
式中,n为集热器单位面积的介质流道数。
由于U1,FR ,F//和Qu都与Tf,m有关,因必采用送代法求解Tp,m。根据经
验、估计一个初始平均温度,求出近似的U1,FR ,F//和Qu值,代入式(3-79)得到
新的Tp,m,用它求新的U1,再用新的U1修正FR ,F//和Qu值。