Nghiên cứu thiết kế hệ thống tự động kiểm soát hàm lượng sản phẩm dầu mỏ trong nước thải lacanh tàu cá, chương 11 pdf

Dòng bức xạ Là tổng năng lượng bức xạ phát đi từ diện tích F của vật theo mọi hướng của không gian bán cầu trong một đơn vị thời gian ứng với toàn bộ chiều dài bước sóng =0.. Q=Qpx+Qx

Chương 11:

Tính toán năng lượng phát xạ của

dầu

2.7.3.1 Dòng bức xạ

Là tổng năng lượng bức xạ phát đi từ diện tích F của vật theo mọi hướng của không gian bán cầu trong một đơn vị thời gian ứng với toàn bộ chiều dài bước sóng (=0) Ký hiệu Q (W)

Q=Qpx+Qxq+Qht

Trong đó:

Qpx- Hệ số phản xạ

Qht Hệ số hấp thụ

Qxq – Hệ số xuyên qua

Các tỷ số:

A

Q

Q ht

 gọi là hệ số hấp thụ

R

Q

Q px

 gọi là hệ số phản xạ

D

Q

Q xq

 gọi là hệ số xuyên qua

Như vậy: A+D+R=1

Q

Q p x

Q x q

Q h t

Hình 2.16 Dòng bức xạ

Giá trị A, D, R thay đổi từ 0 1 phụ thuộc vào bản chất các vật, chiều dài bước sóng, nhiệt độ và trạng thái bề mặt

+ Nếu A=1 (D=R=0): vật được gọi là vật đen tuyệt đối, nó hập thụ toàn bộ năng lượng đập tới

+ Nếu R=1 (A=D=0): vật được gọi là trắng tuyệt đối, nó phản xạ lại toàn bộ năng lượng đập tới

+ Nếu D=1 (A=R=0): vật được gọi là trong suốt tuyệt đối, nó cho toàn bộ năng lượng đập tới đi qua

+ Nếu D=0: vật được gọi là vật đục

Các vật rắn và chất lỏng có thể coi là vật đục, nó hấp thụ tốt thì phản xạ kém và ngược lại

2.7.3.2 Mô hình tính toán của bể chứa nước thải lacanh

D

D'

C' B'

B

A'

b a



C Into

Exit

Hình 2.17 Cấu tạo bể chứa nước thải la canh tàu cá

1 Sensor (cảm biến)

2 Mạch điều khiển

3 Nút tháo nước thải

Thiết kế bình chứa nước thải la canh chuẩn như hình 1.17 và biết các thông số như: chiều cao của bình chứa a = 50cm; bề

rộng của bình chứa b = 30cm; góc chiếu của cảm biến = 600

(theo bảng 2.2)

Tính diện tích phần nước thải la canh phản xạ (ADFOE)

 Diện tích toàn bộ bể chứa:



D A

C B

F E

 Exit

Into

2 1

h a

b b

e 3

F ABCD  (bb)a 2ba 2 30 50 10  3  3 (m2 )

 Tính diện tích OEF

3 , 14 15 33 10 1 , 554 ( )

2 sin

2 / 2

2

b b Rl







 Diện tích ADFE

) 2 30 ( 50 29 , 5 ) 10 1 , 23 ( )

2

2 / ( 2 ) )(

tg

b a b h a b b



 Diện tích BEO

2

) 23 , 1 554 , 1 ( 3 2

)

F

OFB

Vậy diện tích phần nước thải la canh phản xạ là:

) ( 7843 , 2 10 ).

3 , 2460 3

, 1554

F F

F OEADF  OEF  ADFE    

Tính thể tích phần nước thải lacanh phản xạ (OEADF)

 Thể tích ADFE:

) ( 45 10

30 50

a

V ADFE    

 Thể tích OEF:

) ( 95 , 6 10 225 14 , 3 5 , 29 3

1 2 2

2 / 3

1

.

3

3

2

tg

b R

h













Vậy thể tích phần nước thải lacanh phản xạ (OEADF) là:

) ( 95 , 51 95 , 6

V V

V OEADF  OEF  ADFE   

Theo tiêu chuẩn 15ppm tức là 15mg dầu trên 1 lít nước thải lacanh Như vậy để bể chứa nước thải lacanh đạt tiêu chuẩn

15ppm thì hàm lượng dầu trong bình phải nhỏ hơn 51,95 x15 = 779,25(mg) dầu

2.7.3.3 Năng lượng bức xạ

Là năng lượng bức xạ phát đi từ 1 đơn vị diện tích bề mặt theo mọi hướng của không gian bán cầu trong một đơn vị thời gian ứng với toàn bộ chiều dài bước sóng Ký hiệu E (W/m2)

F

Q

E  (W/m2)

Theo định luật Stefan – Boltzman ta có:

4 0

100











 C T

E  (W/m2)

Trong đó:

- Mức độ đen của vật thể:

Theo định luật Kirchkoff thì các vật thể (vật đục) khác nhau nhưng nhiệt độ như nhau thì tỷ số giữa năng suất và hệ số hấp thụ là như nhau và bằng năng suất bức xạ của vật đen tuyệt đối Như vậy là A= có nghĩa là về mặt trị số, độ đen bằng hệ số hấp thụ

C0 – Hệ số bức xạ của vật đen tuyệt đối: C0=5.67W/m2.0K

T – Nhiệt độ của vật thể (0K)

439 10

900 5

10 988 2

5

10

.

988

.

2

6 3 max

3







max – Bước sóng cực đại của cảm biến (m)

100

439 37 , 5 1 100

4 4

























 C T

Vậy tổng năng lượng bức xạ phát đi từ diện tích của dầu là:

33 , 8207 115

, 4 49 , 1994

 F E