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
Trang 1Đề Số 8:
Câu 1:Phát biểu và nêu hệ quả của định luật Hubble
Tính tuổi vũ trụ theo công thức v =H-1 Với H=22s 10km6nas là hằng số Hubble
Câu 2: Lập công thức tính giá trị của gia tốc trọng lực g(M.d) và nhiệt độ cân bằng
T(r) lấy trên bề mặt các thiên thể trong hệ mặt trời, theo bảng trị số của (M,d,r)của các thiên thể cho trong sách giáo khoa
Câu 3: Cho thiết bị mặt trời gương parabol trụ có cấu tạo như hình vẽ, các thông
số tra theo bảng
Hình vẽ Bảng thông số
E nsin
E
2r,L,R
,Cp,t0,t s
d1, , 1 0
d ,2 D
Khảo sát quá trình làm việc của 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
Chi tiết Thông
Số
Giá trị Parabol
Ống
Môi chất
H2O
103kg/m3
t0 30oC
ts 100oC Môi
trường không khí
tf 30oC
Trang 2BÀI LÀM Câu 1:
Phát biểu và nêu hệ quả của định luật Hubble:
-Phát biểu: Mọi thiên thể trong vũ trụ đang chuyển động ra xa nhau với vận
tốc tỉ lệ với khoảng cách r giữa chúng
-Biểu thức: = -H.r
+Với : H là hằng số Hubble có giá trị trong khoảng [15 30] km/(s.106nas)
-Hệ quả: Vũ trụ đang giãn nở
Tính tuổi của vũ trụ v:
Ta có v =H-1; Với: H=22
nas s
km
6
10
nas=365,24.24.60.60.300000=9,5.1012km
v=
km
nas
s 10 6
22
km
km
s 10 6 9 , 5 10 12
22
Câu 2: Lập công thức tính giá trị của gia tốc trọng lực g(M.d) và nhiệt độ cân bằng
T(r) lấy trên bề mặt các thiên thể trong hệ mặt trời:
Công thức tính gia tốc trọng lực tại bề mặt thiên thể g(M,d):
r
m M G
F .2
GM
g
Trong đó: G=6.67.10-11 là hằng số hấp dẫn
M là khối lượng của thiên thể
R là khoảng cách giữa tâm thiên thể và điểm xác định gia tốc trọng lực, vì xét tại bề mặt thiên thể nên r =R là bán kính của thiên thể
Lập công thức tính nhiệt độ cân bằng T(r) trên bề mặt các thiên thể:
-Theo phương trình cân bằng nhiệt lúc ổn định (Qt=Qphản xạ) ta có:
Trang 3Qt = Q A.Et(r).Ft = .T 4 F
0
t
o t o
t
F
F A F
F r E A
, 2
.
.
.
. 1/4 1/4 1/2
0
2
F T
Đối với các thiên thể trong hệ mặt trời có dạng vật xám và hình cầu nên ta
có:
d
d F
F t
4
1
4 /
2 2
r
D T
o r
2
1
Bảng tính giá trị g(M,d) và T(r) của các thiên thể:
STT Tên thiên thể M[1024kg] r,[1011m] d,[106m] g,[m/s2] t,[oC]
Trang 4Câu 3: Tính toán thiết bị mặt trời gương parabol trụ:
Bảng tính các thông số trung gian
Bước
tính
xét 1
2
3
4
Diện tích trực xạ
Diện tích xuyên kính
Diện tích phản xạ
Diện tích trao đổi bức xạ quy
đổi
F1=d1.L
F2=(d2-d1).L
F3=(2π-d2).L F=D(F1+F2 D2 R+F3 R)
0,025m2 0,015m2 0,96m2 0,902m2
Fh=1
m2
6
7
Thể tích môi chất
Khối lượng môi chất
V=π.d12.l/4 m=ρ.V
0,00049m3 0,49kg
9 Hệ số nhớt động học (tra bảng với t=30oC) 16.10-6m2/s
10 Hệ số dẫn nhiệt của không khí k(tra bảng với t=30oC) 2,7.10-2W/mK
11 Hệ số Reynolds
vd
đl C
d2 .Re
14 Nhiệt độ bề mặt ngoài của vách
2
2
s s o
w
t t t t
47,5oC
f W o bx
T T
T T
4 4
.
Trang 515 Nhiệt trở của 1m ống mc
ln 2
1
d d
d R
k
2,985 K/W 16
17
18
Tốc độ góc của trái đất
Tốc độ gia nhiệt
7,27.10-5rad/s
0,38 K/s
70oC
19
20
21
Nhiệt dung tới hạn sôi
Đương lượng nước tới hạn sôi
Lưu lượng tới hạn sôi
153281 J/K 11,14W/K
0,00258 kg/s
Cs>C
22
23
Chọn G1 để sản xuất nước nóng
G>Gs
Chọn G2 để sản xuất nước sôi
G2<Gs
G1=(1+k)Gs
G2=(1-k)Gs
0,0046kg/s 0,00052kg/s 24
25
26
27
Đương lượng nước nóng W1
Đương lượng nước sôi W2
Tần số dao động nhiệt của thiết
bị 1
Tần số dao động nhiệt của thiết
bị 2
w1=G1.Cp+L/Rl
w2=G2.Cp+L/Rl
b1=w1/C
b2=w2/C
19,56W/K 2,51 W/K 0,0095s-1 0,0012s-1
Bảng tính các thông số đặc trưng của thiết bị
Trang 6tính G1 G2 1
2
3
4
Nhiệt độ gia nhiệt
max
Nhiệt độ max thuộc
môi chất
Thời điểm đạt cực
đại
Nhiệt độ cuối ngày
tm=Tm+t0
40 oC
70oC 6,03h 30,3oC
316,1oC
346,1oC 6,23h 48,76oC 5
6
Độ gia nhiệt trung
bình
Nhiệt độ trung bình
của môi chất
25,5oC
55,5oC
201,2oC
231,2oC 7
8
9
Công suất nhiệt
trung bình
Lượng nước nóng
sản xuất ra
Hiệu suất nước
nóng
490,3W
198,72kg 81,97%
437,3W
10
11
12
13
14
Thời điểm bắt đầu
sôi
Thời điểm kết thúc
Thời gian sôi
Lượng nước sôi
Hiệu suất sản xuất
nước sôi
1,1h
10,9h 9,8h 18,34kg 13,19%
